Skip to main content
SUPERVISOR
وجیه السادات مرتضوی (استاد مشاور) محمدحسین فتحی (استاد راهنما) حسین ادریس (استاد راهنما)
 
STUDENT
Fatemehsadat Sayyedan
فاطمه سادات سیدان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

The effect of addition of forsterite nanoparticles on mechanical and biological properties of glass ionomer cements
: The objective of this study was the synthesis of glass ionomer–forsterite nanocomposite and the survey of the effect of addition of forsterite nanoparticles to the ceramic part of glass ionomer cement (GIC) in order to improvement its mechanical properties and bioactivity. So, forsterite nanoparticles were made by the sol-gel process. X-ray diffraction (XRD) technique was used in order to phase structure characterization and determination of grain size of produced forsterite nanopowder. Glass ionomer–forsterite nanocomposite was fabricated via adding 1, 2, 3 and 4 wt.% of forsterite nanoparticles to the ceramic part of commercial GIC (Fuji II GC). In order to study of mechanical properties of produced nanocomposite, the compressive strength (CS), three-point flexural strength (FS) and diametral tensile strength (DTS) of specimens were measured. Statistical analysis was done using one way ANOVA and differences were considered significant if P 0.05. The morphology of fracture surface of specimens was examined using scanning electron microscopy (SEM) technique. Fluoride ion release experiment and simulated body fluid (SBF) were used in order to study of the fluoride ion release from produced nanocomposite and its in vitro bioactivity, respectively. The results of XRD analysis confirmed that nanocrystalline and pure forsterite powder was obtained. On base of mechanical properties measurements, the optimum weight percentage of forsterite nanoparticles for enhancement of CS, FS, and DTS were gotten equal to 3, 1 and 1 wt.%, respectively. Fluoride ion release evaluation showed that the values of released fluoride ions from produced nanocomposite are somewhat less than Fuji II GC during test time. SEM images, the pH changes of the SBF and results of the inductively coupled plasma Optical Emission Spectroscopy (ICP-OES), Fourier transform infra-red spectroscopy (FTIR) and Energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) confirmed the bioactivity of the produced nanocomposite, too. Statistical analysis showed that the differences between the results of all groups were significant (P 0.05). The results showed that glass ionomer-forsterite nanocomposite containing 1wt.% forsterite nanoparticles could be a good candidate in high-stress dental restorations and orthopedic implants, through of improvement of mechanical properties and bioactivity and preservation of fluoride ion release behavior. Key words: Glass ionomer cement, Forsterite nanoparticles, Sol-gel, Mechanical properties, Fluoride ion release, Bioactivity.
هدف از اجرای پژوهش حاضر، ساخت نانوکامپوزیت گلاس آینومر- فورستریت و بررسی تأثیر افزودن نانوذرات بیوسرامیک فورستریت، به جزء سرامیکی سیمان گلاس آینومر، به منظور ارتقاء خواص مکانیکی و زیست فعالی آن بود. بدین منظور، نانوذرات فورستریت به روش سل – ژل ساخته شد. به منظور شناسایی ساختار فازی و تعیین اندازه دانه نانوپودر فورستریت تولیدی، از آزمون پراش پرتو ایکس (XRD) استفاده شد. در ادامه، نانوکامپوزیت گلاس آینومر- فورستریت از طریق افزودن مقادیر 1، 2، 3 و 4 درصد وزنی نانوذرات فورستریت به جزء سرامیکی سیمان گلاس آینومر تجاری ((Fuji II GC ساخته شد. به منظور بررسی خواص مکانیکی نانوکامپوزیت تولیدی، نمونه ها تحت آزمون های استحکام فشاری، خمشی به روش سه نقطه ای و کششی قطری قرار گرفتند. مورفولوژی سطح شکست نمونه ها به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شد. از آزمون رهایش فلوراید و محلول شبیه سازی شده بدن (SBF) به ترتیب به منظور بررسی خاصیت رهایش فلوراید و ارزیابی زیست فعالی نانوکامپوزیت تولیدی استفاده شد. تحلیل آماری با استفاده از تحلیل واریانس یک سویه (One Way ANOVA) انجام شد و تفاوت ها بین مقادیر نتایج، در صورتی که 05/0 p بود، از نظر آماری معنادار در نظر گرفته شد. نتایج آزمون پراش پرتو ایکس، ترکیب فورستریت نانوکریستالی و خالص را تأیید نمود. بر اساس نتایج آزمون های مکانیکی، مقادیر وزنی بهینه نانوذرات فورستریت جهت افزایش استحکام فشاری، خمشی و کششی قطری به ترتیب مقادیر 3، 1 و 1 درصد وزنی به دست آمد. بر اساس نتایج آزمون رهایش فلوراید، میزان فلوراید آزاد شده از نانوکامپوزیت تولیدی اندکی کمتر از سیمان گلاس آینومر بود. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی، نتایج تغییرات pH محلول شبیه سازی شده بدن در زمان های مختلف غوطه وری و همچنین آزمون های طیف سنجی نشری نوری زوج پلاسمای القایی (ICP-OES)، طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR) و آنالیز عنصری با تفکیک انرژی پرتو ایکس (EDS)، همگی زیست فعالی نانوکامپوزیت تولیدی را تأیید نمودند. بر اساس مطالعات آماری، اختلاف مقادیر نتایج بین تمامی گروه ها از نظر آماری معنادار بود. مجموعه نتایج نشان داد که نانوکامپوزیت گلاس آینومر- فورستریت حاوی یک درصد وزنی نانوذرات فورستریت، به دلیل رفتار رهایش فلوراید مطلوب، بهبود خواص مکانیکی و افزایش زیست فعالی، می تواند گزینه مناسبی برای ترمیم های دندانی و کاشتنی های ارتوپدی تحت بار باشد. کلمات کلیدی سیمان گلاس آینومر، نانوذرات فورستریت، سل – ژل، خواص مکانیکی، رهایش فلوراید، زیست فعالی.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی