Skip to main content
SUPERVISOR
حميدرضا سليمي جزي (استاد راهنما) محمدحسين فتحي (استاد راهنما) وجيه السادات مرتضوي (استاد مشاور)
 
STUDENT
Narges Nasehi
نرگس ناصحي گوگجه

FACULTY - DEPARTMENT

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

TITLE

Fabrication and characterization of diopside– mangnesium fluorapatite nanocomposite foam for biomedical application
Porous hydroxyapatite, a bioceramic with high biological affinity and similar composition to the bone mineral, has attracted a lot of interest. To produce a biomaterials with compositions close to bone mineral different ions have been substituted in hydroxyapatite structure, Fluor and magnesium substitution in hydroxyapatite structure have been investigated to improve its biological and physical properties. It is expected that addition of diopside, a glass-ceamic with high mechanical strentgh and bioactivity, to magnesium-fluorapatite lead to higher mechanical and biological properties. In this study, magnesium-fluorapatite foams with 10, 20 and 30 weight percent diopside were fabricated via gelcasting method. The porosity and mechanical properties of the foams were measured by Archimedes method and compressive tests respectivly. X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) and transmission electron microscopy (TEM) were used to evaluate and characterize phase structure and composition, crystallite size and pore size and morphology. To evaluate the bioactivity and bioresorbability of the foams, soaking test in Ringer’s solution was performed. SEM and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) were used for verification and charactrization of apatite formation. Ion release was determined by inductive coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP- OES). Results showed that, nanostructured magnesium-fluorapatite/diopside foams with 50-70% porosity were fabricated perfectly. Apatite layer formation was confirmed on all foams. magnesium- fluorapatite foam with 10 wt% diopside exhibited maximum strength (6 MPa) and magnesium-fluorapatite foam with 30 wt% diopside showed maximum bioactivity. In conclusion, magnesium-fluorapatite/diopside foams exhibiteed bioactive behavior with acceptable mechanical properties and could be good candidates for bone tissue engineering applications. Keywords : magnesium-fluorapatite, Gelcasting, diopside, nanocomposite foam, sol-gel, magnesium-fluorapatite/diopside nanocomposite.
چکيده هيدروکسي اپاتيت متخلخل به دليل زيست سازگاري و زيست فعالي بالا، ترکيب مشابه با ترکيب استخوان و ايجاد امکان رشد بافت به درون تخلخل ها در مهندسي بافت استخوان بسيار مورد توجه قرار گرفته و به منظور ايجاد بيوماده اي با ترکيبي نزديک تر به ترکيب استخوان، براي جانشيني برخي يون ها در ساختار هيدروکسي اپاتيت تلاش و اقدام شده است. جايگزيني فلوئور و منيزيم در ساختار هيدروکسي اپاتيت با هدف بهبود خواص بيولوژيکي و فيزيکي انجام گرفته است. انتظار مي رود افزودن ديوپسيد، شيشه سراميکي با استحکام مکانيکي و زيست فعالي بالاتر، منجر به بهبود خواص مکانيکي و زيست فعالي منيزيم فلوئوراپاتيت شود. در اين پژوهش، فوم هاي منيزيم فلوئوراپاتيت با 10، 20 و30 درصد وزني ديوپسيد به روش قالب ريزي ژل ساخته شد. تخلخل و استحکام فوم ها به ترتيب با روش ارشميدس و آزمون فشار اندازه گيري شد. بررسي ساختار فازي و شناسايي فازها، تعيين اندازه ذرات، مطالعه ساختار فوم ها، بررسي اندازه و مورفولوژي تخلخل فوم ها، توسط روش هاي پراش پرتو ايکس ( XRD)، ميکروسکوپ الکتروني عبوري (TEM)، ميکروسکوپ الکتروني روبشي (SEM) و آناليز طيف سنجي تفکيک انرژي پرتوايکس (EDS) انجام گرفت. آزمون غوطه‌وري فوم ها در محلول رينگر به منظور بررسي زيست فعالي و زيست-اضمحلالي آن ها انجام گرفت. از ميکروسکوپ الکتروني روبشي، آناليز طيف سنجي تبديل فوريه فروسرخ (FTIR) براي تشخيص و تاييد تشکيل لايه آپاتيت شبه استخواني و از روش طيف سنجي نوري زوج پلاسماي القايي (ICP-OES) براي تعيين ميزان رهايش يون ها از فوم ها استفاده شد. نتايج نشان داد که فوم ها با موفقيت ساخته شده و تخلخل فوم ها بين 50 تا 70 درصد است. ارزيابي هاي به عمل آمده، تشکيل آپاتيت شبه استخواني بر سطح هر چهار نوع فوم را تاييد کرد فوم حاوي 10 درصد ديوپسيد حداکثر استحکام فشاري (MPa 6) را داشت و فوم حاوي 30 درصد ديوپسيد، بيشترين زيست فعالي را ظاهر ساخت. نتايج نشان داد که فوم هاي نانوکامپوزيتي منيزيم فلوئوراپاتيت- ديوپسيد با خواص مکانيکي و زيست فعالي قابل قبول، کانديدي مناسبي براي کاربردهاي مهندسي بافت مي باشد. کلمات کليدي: فوم نانوکامپوزيتي، منيزيم فلوئوراپاتيت، قالب ريزي ژل، ديوپسيد ، نانوکامپوزيت منيزيم فلوئوراپاتيت- ديوپسيد، فرايند سل-ژل، سراميک هاي متخلخل.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی