Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Ahmadian
مهدي احمديان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ali Kamran
علي کامران

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Fabrication and Characterization of Porous Vitallium Alloy with Nano Structured Bioglass Coating Synthesized by Sol-gel Method
Co-based alloys such as vitallium (CoCrMo) have attracted a lot of attentions among the typical biomaterials for bone and joint replacements. However, the main defects of vitallium alloys are their bio inactivity and higher mechanical properties compared with bone for under loading implants applications. The usage of porous materials is a method to solve mismatch between elastic modulus of this alloys and human bone tissue. elastic modulus can be decreased by increasing porosity. Co-based alloys like the other metallic biomaterials get catagorized into bioinert materials, on other hand bioglasses and bioceramics such as 58S bioglass (58%Si, 38% CaO and 4%in molar percentage) get catagorized as bioactive materials because they can directly interact to soft and hard tissues. These materials can solve the resultant problems of bioinert Co-based alloys by coating. The porosities of the fabricated Co-based porous alloys were 45%, and the sizes of open cellular pores were 25-470 ?m. The compression strength and elastic modulus of this samples are measured to 84.7 MPa and 0.6 GPa, respectively .The in vitro tests showed that hydroxyl carbonate apatite was precipitated on coating 21 days after immersed in a simulated body fluid. In vitro cytocompatibility of the sample was evaluated and cell growth was examined. SEM images revealed that cells grew on the surface and inside the pores.
با توسعه بيش از پيش، نياز به کاشتني هايي با طول عمر طولاني ، افزايشي پايداري کاشتني از لحاظ استحکام خستگي، خواص مکانيکي و خواص زيستي در محيط بدن مورد توجه تحقيقات گسترده اي قرار گرفته است. هدف از پژوهش حاضر، ساخت آلياژ متخلخل وايتاليوم جهت کاهش ضريب کشساني و اعمال پوشش شيشه زيست­فعال 58S جهت افزايش خواص زيستي کاشتني مي­باشد. در اين راستا، در مرحله اول، براده­هاي حاصل از ماشين­کاري شمش آلياژ وايتاليوم به مدت 9 ساعت در آسياب گلوله­اي سياره­اي تحت آسياکاري قرار گرفت و تأثير آسياکاري بر روي شبکه بلوري و مورفولوژي پودر تهيه شده وايتاليوم بررسي شد. پودر وايتاليوم تهيه شده تحت آزمون­هاي پراش پرتو ايکس و ميکروسکوپ الکتروني روبشي قرار گرفتند. در مرحله دوم، پودر وايتاليوم به همراه متخلخل­ساز آمونيوم هيدروژن کربنات و چسب پلي­وينيل­الکل مخلوط شدند. در ادامه نمونه­هاي استوانه­اي شکل با استفاده از مخلوط آماده شده، تهيه شدند و در دماي 175 درجه سانتي­گراد به منظور خروج ماده متخلخل­ساز، قرار گرفتند. نمونه­هاي خام آماده شده جهت عمليات تفجوشي در دماي 1250 درجه سانتي­گراد به مدت 2 ساعت تحت عمليات حرارتي قرار گرفتند. بر روي نمونه­هاي متخلخل تهيه شده، آزمون­هاي پراش پرتو ايکس، ميکروسکوپ نوري، ميکروسکوپ الکتروني روبشي، تخلخل سنجي و آزمون فشار مکانيکي صورت گرفت. در مرحله سوم، شيشه زيست­فعال 58S به روش سل-ژل سنتز شد و خواص مکانيکي، تخريب­پذيري، فازيابي و رفتار حرارتي اين شيشه مورد بررسي قرار گرفت. اين شيشه تحت آزمون­هاي پراش پرتو ايکس، فشار مکانيکي، طيف سنجي با اشعه ماوراء بنفش و گرماسنجي افتراقي و وزن سنجي حرارتي همزمان قرار گرفت. در مرحله آخر، بر روي نمونه وايتاليوم متخلخل، پوشش شيشه 58S اعمال و رفتار زيست­فعالي آن مورد بررسي قرار گرفت. به منظور حصول پوششي يکنواخت، پوشش­ها در دماهاي مختلفي پايدار شدند و پوشش با دماي پايداري 600 درجه سانتي­گراد بعنوان دماي پايدارسازي بهينه انتخاب شد. در ادامه به منظور کنترل بر روي تخلخل­هاي پوشش، تعداد مرحله غوطه­وري در محلول سل به عنوان متغير انتخاب گرديد و 3 مرتبه غوطه­وري نمونه متخلخل در محلول سل شيشه به عنوان مرتبه غوطه­وري بهينه انتخاب شد. آزمون زيستي از جمله آزمون غوطه­وري در محيط شبيه سازي بدن و همچنين آزمون کشت سلولي با استفاده از سلول­هاي MG63 روي نمونه­هاي بدون پوشش و پوشش داده شده با شرايط بهينه انجام گرفت. نتايج نشان داد با اعمال پوشش شيشه 58S بر روي زيرلايه وايتاليوم متخلخل، قابليت تشکيل هيدروکسي آپاتيت و همچنين تکثير، رشد و چسبندگي سلول­ها نسبت به حالت بدون پوشش بهبود يافت. بر اين اساس، آلياژ وايتاليوم متخلخل به همراه پوشش شيشه زيست­فعال 58S مي­تواند بعنوان کاشتني استفاده شود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی