Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Hosein Fathi,Mehdi Ahmadian
محمدحسین فتحی (استاد راهنما) مهدی احمدیان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Maryam Rahmati Habib abadi
مریم رحمتی حبیب آبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Evaluation of bioceramic type on the morphology of formed apatite in biological fluid
One of the important properties of the bioactive implants is the apatite formation on them surface in simulated body fluid. This phase in terms of the composition and structure is similar to the mineral phase of bone. The aim of this study was to investigate the effect of different bioactive ceramic types including bioactive glass36S, hydroxyapatite (HA), fluorapatite, magnesium -substituted fluorapatite di calcium silicate (?-Ca 2 SiO 4 ), diopside (CaMgSi 2 O 6 ), bredigite (Ca 7 MgSi 4 O 16 ), merwinite (Ca 3 MgSi 2 O 8 ) and forsterite (Mg 2 SiO 4 ) on the morphology of apatite formed in vitro. The nanopowders of these bioceramics were synthesized by sol-gel method. In order to identify and characterization, techniques were used of x-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy(SEM), field emission scanning electron microscopy(FESEM), energy dispersive x-ray spectroscopy(EDS) and fourier transform -infrared spectroscopy(FTIR) for the prepared powders. The results confirmed that the prepared powders were pure and grain size lower than 50 nm. In vitro bioactivity evaluation was performed by soaking the prepared samples in SBF for period of times. In order to characterize the samples, identify and study the morphology of formed bone like-apatite, and determine the concentration amount of released ions in the SBF, SEM, FTIR, inductively-coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES) and EDS were utilized. Result showed that the morphology of the formed apatite depends on the type of bioceramics and different amount of ion release from bioceramics. The ceramic with the highest Mg content showed the lowest ability for apatite formation. In the case of bioceramics containing SiO 2 , the bone-like apatite with increasing Si ions in SBF solution, the morphology of the apatite became more regular shaped. Key Words: Bioactivity, Bone-like apatite, Bioceramic, Simulated Body Fluid (SBF).
یکی از ویژگی های مهم کاشتنی های زیست فعال و زیست سازگار، تشکیل یک لایه ازآپاتیت شبه استخوانی درمحل تماس کاشتنی با محیط بیولوژیک است. این فاز از نظر ترکیب شیمیایی و ساختار شبیه به فاز معدنی استخوان است. پژوهشگران در بررسی رفتار مواد متفاوت جهت استفاده زیستی به اثر عواملی مانند روش سنتز مواد ، اندازه دانه، نوع و مقدار یون های رهایش یافته از بیومواد برنحوه جوانه زنی و رشد آپاتیت تشکیل شده پی بردند. در این پژوهش، به بررسی رفتار زیست فعالی و اثر ترکیب شیمیایی نانوبیوسرامیک های زیست فعال متفاوت بر موفولوژی آپاتیت تشکیل شده در شرایط آزمایشگاهی پرداخته شد. بیوسرامیک های هیدروکسی آپاتیت، فلوئور آپاتیت، منیزیم/ فلوئور آپاتیت، دی کلسیم سیلیکات (Ca 2 SiO 4 )، دیوپسید (CaMgSi 2 O 6 )، بردیجیت (Ca 7 MgSi 4 O 16 )، مروینیت (Ca 3 MgSi 2 O 8 ) و فورستریت (Mg 2 SiO 4 ) و از شیشه های زیست فعال، شیشه 36S در نظر گرفته شدند. بیوسرامیک ها و شیشه زیست فعال ذکر شده با مواد اولیه مناسب به روش سل-ژل تهیه و مشخصه یابی شدند. تکنیک های پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ الکترونی روبشی انتشار میدانی، آنالیز عنصری به کمک طیف سنجی تفکیک انرژی پرتوی ایکس و طیف سنجی فروسرخ با تبدیل فوریه برای مشخصه یابی پودرهای تهیه شده، استفاده شد. نتایج مؤید آن بود که پودرهای تهیه شده همگی خالص و بدون هیچ گونه فاز و ترکیب ناخواسته و با اندازه دانه زیر 50 نانومتر هستند. ارزیابی زیست فعالی با غوطه وری نمونه تهیه شده به صورت قرص به درون مایع شبیه سازی شده بدن (SBF) به مدت زمان های مشخص انجام شد و تشکیل آپاتیت بر سطح نانوپودرها به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنجی فروسرخ با تبدیل فوریه و ارزیابی غلظت کلسیم و فسفر در محلول تائید شد. آنچه از چگونگی رهایش یون ها و تغییرات میزان pH محلول شبیه سازی شده بدن استنتاج شد آن است که جایگزینی یون فلوئور به جای گروه هیدروکسیل در بیوسرامیک های کلسیم-فسفاتی باعث افزایش نرخ جوانه زنی و کاهش نرخ رشد آپاتیت می شود. افزودن یون منیزیم به بیوسرامیک کلسیم فسفاتی حاوی یون فلوئور موجب افزایش نرخ انحلال کلسیم و افزایش نرخ رشد آپاتیت می شود. بیوسرامیک های حاوی سیلیکات با واکنش هیدراسیون و تشکیل گروه عاملی Si-OH، مکان های مناسبی جهت جوانه زنی آپاتیت ایجاد نموده و درنتیجه نرخ جوانه زنی بر نرخ رشد آپاتیت غلبه کرده و اندازه بلورک های آپاتیت تشکیل شده بسیار کوچک هستند. حضور منیزیم در کنار سیلیسیم و جایگزینی منیزیم با یون H + موجود در محلول باعث افزایش pH می شود. بیوسرامیک های حاوی سیلیکات در هنگام غوطه وری در محلول شبیه سازی شده بدن با رهایش یون سیلیسیم در محلول، مورفولوژی آپاتیت تشکیل یافته را از حالت سوزنی که شبیه به آپاتیت بیولوژیک است به شکل های منظم مانند کروی ومنشور تغییر می دهد. کلمات کلیدی: زیست فعالی، آپاتیت شبه استخوانی، بیوسرامیک، محلول شبیه سازی شده بدن

ارتقاء امنیت وب با وف بومی