Skip to main content
SUPERVISOR
Sheyda Labbaf,Fatallah Karimzadeh
شیدا لباف (استاد راهنما) فتح اله کریم زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Simin Ebrahimi
سیمین ابراهیمی چم کاکائی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Development of hydroxyapatite nanostructured mesoporous coatings containing drug on Ti6Al4V alloy in the presence of the middle layer of titanium nanotubes and investigation of its surface properties
Today, among metal-based implants, titanium alloy is considered as a suitable option; However, due to factors such as the release of vanadium ions in the body's biological environment, low wear resistance and poor biological properties, bioceramic coatings have been suggested. This research was carried out in two general parts, synthesis of hydroxyapatite particles and coating of prepared particles on Ti6Al4V implant. In the first stage of the research, mesoporous nanostructured hydroxyapatite particles were synthesized by deposition method and characterized by XRD, EDS, FESEM, BET, TEM and FTIR tests. The results showed that elliptical hydroxyapatite particles with a size distribution of 426 nm, consist of self-aggregation of layered nanosheets and with an average porosity size of 14 nm are in the group of mesoporous particles. These particles were then used as carriers in the release of gentamicin in phosphate buffer solution ( with pH = 4.7 and temperature of 37 ° C) and drug release test showed that hydroxyapatite nanoparticles of the prepared mesoporous structure could be To be used as a carrier in controlled drug delivery systems. In the second stage of the research, in order to create better adhesion of the coating, the middle layer of titania was first successfully created by anodic oxidation on Ti6Al4V substrate. Continuation of capacaragnan-hydroxyapatite composite coating with different percentages of 5, 15, 25 and 50% (weight-volume percentage) using sol-gel process and immersion layer on Ti6Al4V alloy substrate in the presence and without the presence of the middle layer Titanium oxide nanotubes were created. Improvement of adhesion to the substrate in the presence of the middle layer was demonstrated by the adhesion test and CaK-25% Hap coating with the middle layer of titania with adhesive strength of 7.42 ± 0.44 MPa recorded the highest adhesion. key words Hydroxyapatite, Mesoporous, Gentamicin, Ti6Al4V alloy, Intermediate layer, Adhesion
امروزه ازمیان کاشتنی­ها­ی پایه فلز، آلیاژ تیتانیم به عنوان گزینه­ای مناسب در نظر گرفتهشده­ است. اما به دلیل مواردی همچون رهایش یون وانادیم در محیط بیولوژیکی بدن،مقاومت به سایش پایین و خواص زیستی ضعیف، پوشش­ها­ی بیو­سرامیکی پیشنهاد شده­است. این پژوهش در دو قسمت کلی، سنتز ذرات هیدروکسی­آپاتیت و ایجاد پوششی از ذرات تهیه شده روی کاشتنی Ti6Al4V انجام شد. درمرحله اول پژوهش، ذرات هیدروکسی­آپاتیت نانو­ساختار مزو­متخلخل به روش رسوب­گذاری سنتز و با انجام آزمون­های XRD،EDS ، FESEM، BET، TEM و FTIR مشخصه­یابی شد. نتایج بررسی­ها نشان داد که ذراتهیدروکسی آپاتیت بیضی شکل با توزیع اندازه 426 نانو­متر، متشکل از خود تجمعی ورقه­ها­ی نانویی لایه­ای بوده و با میانگین اندازه تخلخل 14 نانو­متر در گروه ذرات مزو­متخلخل قرار می­گیرند.سپس از این ذرات به عنوان حامل در رهایش داروی جنتامایسین در محلول بافر فسفاتی () با 4/7=pH و دمای 37 درجه سانتی­گراد استفاده شد و آزمون رهایش دارو نشانداد که ذرات هیدروکسی آپاتیت نانو ساختار مزو­متخلخل تهیه شده می­تواند به عنوان حاملدر سیستم­ها­ی رهایش کنترل شده دارو استفاده شود. هم­چنین انجام آزمون آنتی­باکتریالحاکی از آن بود که پودر هیدروکسی­آپاتیت حاوی دارو دارای خاصیت ممانعت کننده ازرشد، در برابر هر دو نوع باکتری استافیلوکوکوس اورئوس و اشرشیا کلی می­باشد. در مرحله دوم پژوهش، جهت ایجاد چسبندگی بهترپوشش، ابتدا لایه­میانی تیتانیا توسط اکسیداسیون آندی با موفقیت روی زیر­لایه Ti6Al4V ایجاد گردید. قطر میانگین نانو­لوله­ها­ی تیتانیا121 نانو­متر و ارتفاع آن­ها 1/1 میکرو­متر تخمین زده شد. در ادامه پوشش کامپوزیتیکاپاکاراگنان- هیدروکسی آپاتیت با درصد­ها­ی مختلف 5، 15، 25 و 50 درصد (درصدوزنی-حجمی) با استفاده از فرایند سل-ژل و لایه­نشانی غوطه­وری روی زیر­لایه­یآلیاژ Ti6Al4V در حضور و بدونحضور لایه میانی نانو لوله­ها­ی اکسید نانو­متر و ارتفاع تیتانیم ایجاد شد. یکنواختی سطحپوشش­ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت و حداقلضخامت پوشش­ها 867/3 میکرو­متر گزارش شد. بهبود چسبندگی به زیر­لایه در حضور لایهمیانی با انجام آزمون چسبندگی اثبات گردید و پوشش CaK-25%Hap همراه با لایه­میانیتیتانیا با استحکام چسبان 44/0±42/7 مگا­پاسکالبیشترین میزان چسبندگی را به ثبت رسانید. همچنین انجام آزمون زیست فعالی روی پوشش­هایآب­دوست کاپاکاراگنان- هیدروکسی­آپاتیت موید قابلیت تشکیل آپاتیت شبه استخوانی رویکاشتنی­ها بود. کلمات کلیدی هیدروکسی آپاتیت، مزو­متخلخل،جنتامایسین، آلیاژ Ti6Al4V، لایه میانی، چسبندگی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی