Skip to main content
SUPERVISOR
حمیدرضا سلیمی جزی (استاد راهنما) محمدحسین فتحی (استاد راهنما) وجیه السادات مرتضوی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Narges Nasehi
نرگس ناصحی 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.
هیدروکسی اپاتیت متخلخل به دلیل زیست سازگاری و زیست فعالی بالا، ترکیب مشابه با ترکیب استخوان و ایجاد امکان رشد بافت به درون تخلخل ها در مهندسی بافت استخوان بسیار مورد توجه قرار گرفته و به منظور ایجاد بیوماده ای با ترکیبی نزدیک تر به ترکیب استخوان، برای جانشینی برخی یون ها در ساختار هیدروکسی اپاتیت تلاش و اقدام شده است. جایگزینی فلوئور و منیزیم در ساختار هیدروکسی اپاتیت با هدف بهبود خواص بیولوژیکی و فیزیکی انجام گرفته است. انتظار می رود افزودن دیوپسید، شیشه سرامیکی با استحکام مکانیکی و زیست فعالی بالاتر، منجر به بهبود خواص مکانیکی و زیست فعالی منیزیم فلوئوراپاتیت شود. در این پژوهش، فوم های منیزیم فلوئوراپاتیت با 10، 20 و30 درصد وزنی دیوپسید به روش قالب ریزی ژل ساخته شد. تخلخل و استحکام فوم ها به ترتیب با روش ارشمیدس و آزمون فشار اندازه گیری شد. بررسی ساختار فازی و شناسایی فازها، تعیین اندازه ذرات، مطالعه ساختار فوم ها، بررسی اندازه و مورفولوژی تخلخل فوم ها، توسط روش های پراش پرتو ایکس ( XRD)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز طیف سنجی تفکیک انرژی پرتوایکس (EDS) انجام گرفت. آزمون غوطه‌وری فوم ها در محلول رینگر به منظور بررسی زیست فعالی و زیست-اضمحلالی آن ها انجام گرفت. از میکروسکوپ الکترونی روبشی، آنالیز طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR) برای تشخیص و تایید تشکیل لایه آپاتیت شبه استخوانی و از روش طیف سنجی نوری زوج پلاسمای القایی (ICP-OES) برای تعیین میزان رهایش یون ها از فوم ها استفاده شد. نتایج نشان داد که فوم ها با موفقیت ساخته شده و تخلخل فوم ها بین 50 تا 70 درصد است. ارزیابی های به عمل آمده، تشکیل آپاتیت شبه استخوانی بر سطح هر چهار نوع فوم را تایید کرد فوم حاوی 10 درصد دیوپسید حداکثر استحکام فشاری (MPa 6) را داشت و فوم حاوی 30 درصد دیوپسید، بیشترین زیست فعالی را ظاهر ساخت. نتایج نشان داد که فوم های نانوکامپوزیتی منیزیم فلوئوراپاتیت- دیوپسید با خواص مکانیکی و زیست فعالی قابل قبول، کاندیدی مناسبی برای کاربردهای مهندسی بافت می باشد. کلمات کلیدی: فوم نانوکامپوزیتی، منیزیم فلوئوراپاتیت، قالب ریزی ژل، دیوپسید ، نانوکامپوزیت منیزیم فلوئوراپاتیت- دیوپسید، فرایند سل-ژل، سرامیک های متخلخل.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی