Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Hosein Fathi,Hossein Edris
محمدحسین فتحی (استاد راهنما) حسین ادریس (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hamed Ghomi
حامد قمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Fabrication and characterization of nanostructure bioceramic composite foam for using in tissue engineering
Fabrication and Characterization of Nanostructure Bioceramic Composite Foam for Using in Tissue Engineering Hamed Ghomi انگلیسی h.ghomi@ma.iut.ac.ir Date of Submission: 2011/03/12 Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology, Isfahan 84156-83111, Iran Degree: M.Sc Language: Farsi Supervisor : Mohammadhossein Fathi (fathi@cc.iut.ac.ir ) Hossein Edris ( h-edris@cc.iut.ac.ir ) The new challenge in biomaterials is to enhance the body’s own regenerative capacity by stimulating genes that initiate repair at the site of damage or disease. Highly porous bioceramic scaffolds (foams) supply a framework for enhanced cell infiltration and migration throughout the scaffold, and act as a template for bone growth. Hydroxyapatite (HA) is characterized by its high biocompatibility and close chemical similarity to biological apatite . However, its reactivity with existing bone and the rate at which bone apposes and integrates with HA is relatively low. BGs are more reactive, degradable, osteoconductive, and show better bioactivity than HA. BGs could bond to hard and soft tissue and the degradation products of them could stimulate the production of growth factors, cell proliferation and activate the gene expression of osteoblast. The limiting factor in the use of BGs is the inherent brittleness of glass. If HA and BG are to be combined in an optimized tissue engineering scaffold, then the designed composite allows for the creation of bioresorbable and bioactive scaffolds with tailored physical and mechanical properties. Considering benefits of nanostructure bioceramics, in this study effort was focused on fabrication and characterization of nanostructure bioceramic composite foam. For this purpose, HA and BG nanopowders were synthesized by the sol-gel method and nanocomposite foams were prepared on addition of 63S BG to
در سال‌های اخیر چالش اساسی برای تأمین مواد جدیدی که نیاز به کاشتنی‌های دائمی ساخته شده از مواد مهندسی را برطرف سازد و با تحریک مکانیزم‌های بازسازی خود بدن بافت‌ها را درمان و التیام بخشد، بوجود آمده است. مشخص شده که داربست‌ها و فوم‌های متخلخل که از موادی با ترکیب مشابه بافت مورد تعویض و ترمیم تهیه شده‌اند و دارای خواص بیولوژیکی و مکانیکی مناسب هستند، می‌توانند به عنوان یک الگوی سه‌بعدی موقت برای چسبیدن، تکثیر و مهاجرت سلول‌ها و شکل‌گیری بافت جدید عمل کنند. هیدروکسی‌آپاتیت به دلیل نزدیک بودن ترکیب شیمیایی به بخش معدنی استخوان و در نتیجه زیست‌سازگاری عالی برای سال‌های زیادی به عنوان ماده کلینیکی و جایگزین استخوان مورد استفاده قرار ‌گرفته است. شیشه‌های زیست‌فعال نیز با بافت‌های سخت و نرم بدون باقی‌گذاشتن محل التیام پیوند برقرار می‌کنند و محصولات حاصل از انحلال آن‌ها باعث بیان سریع ژن‌هایی می‌شود که تشکیل استخوان و تولید فاکتورهای رشد را تنظیم می‌کند. در این پژوهش با توجه به مزایای بیوسرامیک‌های نانوساختار و فر‌ایند قالب‌ریزی ژل تلاش بر تولید فوم‌های نانوساختار از جنس هیدروکسی‌آپاتیت و شیشه‌ زیست‌فعال متمرکز شد. به این منظور نانوپودرهای هیدروکسی‌آپاتیت و شیشه‌ زیست‌فعال به روش سل-ژل تولید شد و فوم‌های کامپوزیتی از نانوپودرهای مذکور به روش قالب‌ریزی ژل تهیه شد. فوم‌های کامپوزیتی به منظور دست‌یابی به ترکیب خواصی چون ترکیب شیمیایی مشابه هیدروکسی‌آپاتیت با بخش معدنی استخوان و زیست‌فعالی و زیست‌اضمحلالی بالای شیشه‌ زیست‌فعال با اضافه کردن پودر شیشه‌ زیست‌فعال به پودر هیدروکسی‌آپاتیت به میزان صفر، 25، 50، 75 و 100 درصد وزنی تهیه شد. آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) به منظور بررسی ساختار فازی استفاده شد. بررسی مورفولوژی و توزیع اندازه حفرات فوم‌های کامپوزیتی با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام گرفت. آنالیز عنصری با تفکیک انرژی پرتو ایکس (EDX) برای مشخص نمودن ترکیب شیمیایی و بررسی یکنواختی توزیع دو پودر در ساختار استفاده شد. به منظور بررسی اندازه ذرات پودرهای اولیه و اندازه دانه فوم‌های کامپوزیتی تهیه شده، از میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) بهره گرفته شد. میزان تخلخل نمونه‌ها به دو روش یکی با استفاده از روش ارشمیدس و دیگری با اندازه‌گیری ابعاد فوم‌ها تعیین شد. مساحت سطح مخصوص و متوسط اندازه ذرات با استفاده از تکنیک جذب سطحی نیتروژن (BET) تعیین شد. آزمون غوطه‌وری در محلول شبیه‌سازی شده بدن به منظور بررسی خواص زیست‌فعالی و زیست‌اضمحلالی فوم‌های تولیدی انجام گرفت و از روش‌های طیف‌سنجی فروسرخ با تبدیل فوریه (FTIR)، پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی برای تشخیص و تأیید تشکیل لایه آپاتیت و بررسی میزان پرشدن حفرات استفاده شد. از تکنیک طیف‌سنجی نشری نوری زوج پلاسمای القایی (ICP-OES) برای تعیین میزان رهایش یون‌های کلسیم و فسفر از فوم‌های کامپوزیتی استفاده شد. نتایج به‌دست آمده تولید موفقیت‌آمیز فوم کامپوزیتی نانوساختار با میزان تخلخل بالاتر از 84 درصد، اندازه دانه کمتر از 50 نانومتر و اندازه حفره بین 100 تا 400 میکرومتر را نشان داد. با افزایش مقدار شیشه‌ زیست‌فعال تا 25 درصد وزنی استحکام فوم‌ها افزایش داشت و افزایش بیشتر شیشه‌ منجر به کاهش استحکام شد. مقادیر استحکام به‌دست آمده در محدوده حد استحکام پایینی برای استخوان اسفنجی است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی