Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Hosein Fathi
محمدحسین فتحی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ehsan Mohammadi Zahrani
احسان محمدی زهرانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Fabrication and characterization of fluoridated hydroxyapatite nanopowder via sol-gel route and mechanochemical synthesis
Fluorine-substituted hydroxyapatite (FHA) has attracted much attention and increasingly investigated as clinical restoration materials in recent years due to the extensive findings of partially fluoridated hydroxyapatite in bone and teeth and, also, favorable effect of fluoride on bone ingrowth. In this study FHA powders were synthesized by solid-state reaction via mechanical alloying (MA) method and sol-gel route, with a chemical composition of Ca 10 (PO 4 ) 6 OH 2-x F x, with x = 0.0, 0.5, 1.0, 1.5 and 2.0. The MA process was done under different conditions (I-V) in order investigating the effect of MA parameters on the syntheses and characterize of produced nanopowders. The synthesized powder was characterized using X-ray diffraction (XRD), Transmission electron microscopy (TEM), Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and ICP-OES analysis to evaluate phase composition, morphology and particle size, functional chemical group and purity of products, respectively. The in vitro test was performed by immersion of powders in Kokubo's SBF medium up to 4 week. The changes of pH of the SBF medium were measured at pre-determined time intervals using a pH meter. The calcium and phosphorous ions concentrations of SBF medium were determined using ICP-OES analysis. The apatite formation on the surface of the samples as consequence of the dissolution and precipitation process of calcium phosphate was investigated by scanning electron microscopy (SEM). FTIR results combined with the X-ray diffraction exhibited single phase of homogeneous FHA with carbonate peaks in the FTIR spectrum after 6 hr under the best MA conditions (condition III). TEM results showed that obtained powder after 6hr of milling under the condition III was compost of FHA nanoparticles (35-65 nm). In vitro test illustrated that dissolution rate of FHA decreased as a result of increasing fluorine content of FHA powders. Moreover the larger quantity of tiny nucleus was observed on surface of fluorapatite samples with respect to other samples. However, the quantity of precipitated bone-like apatite crystals on the surface of samples decreased as fluorine content increased.
بخش آلی استخوان شامل الیاف کلاژن و بخش معدنی آن فاز آپاتیت است که الیاف کلاژن در نقش زمینه و مینرال آپاتیت به صورت رسوباتی در این زمینه وجود دارد. در ساختار بافت استخوان یون‌هایی چونNa +1 ،K +1 ، Mg +2 ، CO 3 -2 وF -1 وجود دارندکه از بین این یون‌ها، CO 3 -2 و F -1 تاثیر بیشتری بر رفتار و خواص بخش معدنی استخوان می‌گذارند و ثابت شده است که حضور یون F -1 در حد خیلی کم در بافت دندان و استخوان جهت متابولیسم بافت و حفظ عملکرد زیستی آن ضروری است. هدف از پژوهش حاضر، تهیه و مشخصه‌یابی نانوپودر فلوئورهیدروکسی‌آپاتیت با 0 ، 25 ، 50 ، 75 و 100 درصد جایگزینی یون فلوئور در ساختار به دو روش آسیاکاری پرانرژی و سل- ژل بود. از تکنیک پراش پرتو ایکس ( XRD ) به منظور تأیید حضور فازهای مطلوب در ترکیب و آنالیز حرارتی افتراقی ( DTA ) برای ارزیابی رفتار حرارتی محصول تولیدی استفاده شد. به منظور بررسی شکل و توزیع اندازه ذرات پودر نانومتری از میکروسکوپ الکترونی عبوری ( TEM ) و نیز میکروسکوپ الکترونی روبشی ( SEM ) و از طیف‌سنجی مادون‌قرمز با تبدیل فوریه ( FTIR ) برای آنالیز بنیان‌های موجود در پودر حاصل استفاده گردید. با توجه به آزمون‌های صورت گرفته ونیز بررسی ترمودینامیکی سیستم، مکانیزمی جهت توضیح واکنش‌های صورت گرفته در حین آسیاکاری مخلوط پودری فلوئورآپاتیت به عنوان فرضیه مطرح شد. فلوئورهیدروکسی‌آپاتیت تولید شده به روش آسیاکاری پرانرژی به منظور ارزیابی خواص سازگاری‌زیستی به مدت چهار هفته در محلول شبیه سازی شد? بدن ( SBF ) ، غوطه‌ور گردید. تاثیر حضور یون فلوئور بر جوانه‌زنی و رشد رسوبات آپاتیت بر سطح نمونه‌ها از طریق میکروسکوپ‌الکترونی روبشی بررسی شد. از آزمون پلاسمای زوج القایی ( ICP-OES ) برای تعیین میزان رهایش یون‌های فسفر و کلسیم از پودرهای فلوئورهیدروکسی‌آپاتیت در زمان‌های مختلف غوطه‌وری استفاده شد و میزان رهایش یون فلوئور در محلول نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور تولید نانوپودرهای فلوئورهیدروکسی‌آپاتیت که بتوانند الزامات ارائه شده در استانداردASTM F1185-88 را جهت کاربرد در بدن موجود زنده برآورده کنند، بهترین پارامترهای آسیاکاری شامل سرعت چرخش آسیا، نسبت گلوله به پودر و نهایتاً تعداد و سایز گلوله‌ها بدست آمد و خلوص نانوپودر تولیدی از طریق آنالیز پلاسمای زوج القایی مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور توسعه کاربرد محصول تولیدی دونوع پوشش فلوئورآپاتیت تک‌فاز و نیز پوشش کامپوزیتی فلوئورآپاتیت / نیوبیوم به روش پاشش‌پلاسمایی بر زیرلایه فولاد زنگ‌نزن توسعه پیدا کرد. بعلاوه، پوشش نانوساختار فلوئورآپاتیت بر زیرلایه فولاد زنگ‌نزن به روش سل- ژل ایجاد شد. برای بررسی رفتار خوردگی نمونه‌های پوشش‌دار نیز آزمون الکتروشیمیایی پتانسیودینامیکی مورد استفاده قرار گرفت. از بین حالات آسیاکاری پنج‌گانه مورد استفاده در این پژوهش، فقط محصول تولید شده بعد از شش ساعت آسیاکاری تحت حالت آسیاکاری که شامل سرعت چرخش آسیا معادل با rpm 300 ، نسبت گلوله به پودر 35 و نیز تعداد 8 گلوله به قطر 2 سانتیمتر بود،

ارتقاء امنیت وب با وف بومی