Skip to main content
SUPERVISOR
حسین ادریس (استاد راهنما) وجیه السادات مرتضوی (استاد مشاور) محمدحسین فتحی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Morteza AleHosseini
مرتضی آل حسینی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Synthesis and characterization of nano powder and composite foam of tricalcium phosphate-strontium fluorapatite for medical application
In tissue engineering, biodegradable scaffolds are basically used to provide temporary mechanical strength and necessary ions for the growth of bone. A bone scaffold has to have acceptable biocompatibility, controlled degrade rate and mechanical strength in order to support cell adhesion and cellular differentiation so as new bone can be properly substituted at the end. The aim of this study is to synthesis Nano powders of ? and ? tricalcium phosphate and Strontium fluorapatite; and applies them to fabricate composite scaffold with proper strength. To this aim, both ? and ? TCP powders were synthesized through two different routes for each one and characterized. Finally, the water solvent method and Si-?TCP were utilized respectively for further research. Studying of TEM images of ? and ? TCP powders reveals that their particle size is less than 100 and 15 nm, respectively. Furthermore, SrFAp powders were synthesized by the mechanical alloying method. Then they were characterized according to tests such as Rietveld refinement of XRD and bioactivity which illustrated that the substituted Sr does not affect the formation of bone like apatite in bioactivity tests. In order to fabricate the ceramic scaffolds, gel casting and polymer sponge method were both used at first, then the latter method -polymer sponge method- was selected due to its easier controllability and higher open porosity percent. Different compositions of the above powders were applied to fabricate composite scaffolds by the use of the polymer sponge method. The scaffolds were characterized according to compression, measuring porosity and soaking in simulated body fluid tests. The results showed that porous scaffold with the strength of about 6 Mpa could be fabricated by the use of ?TCP powder. Moreover, considerable increase in the strength of the scaffold which was more than 30 percent was observed by adding SrFAp to TCP powders. Finally, scaffolds with ability to be controlled in different parts as to their composition and porosity were fabricated, which make it possible to simulate physical appearance of the bone as well as to have acceptable control over the biological properties in different areas. Keywords: ? tricalcium phosphate, ? tricalcium phosphate, Sr fluorapatite, Tissue engineering, Nano particle, Rietveld Refinement, porous ceramic.
در مهندسی بافت، داربست‌های زیست‌تخریب‌پذیر به‌عنوان تأمین‌کننده موقت استحکام مکانیکی و یون‌های موردنیاز برای رشد استخوان جدید شناخته می‌شوند. یک داربست استخوانی بایستی زیست‌سازگاری، نرخ تخریب کنترل‌شده و استحکام مکانیکی و تخلخل قابل‌قبول، به‌منظور پشتیبانی از چسبندگی و تمایز سلولی داشته باشد تا درنهایت استخوان جدید به‌طور کامل جایگزین آن شود. هدف این پژوهش تهیه نانو پودرهای بتا و آلفاتری‌کلسیم‌فسفات و استرانسیوم‌فلوئورآپاتیت و تهیه داربست کامپوزیتی با استحکام مناسب از پودرهای مذکور می‌باشد. در این مسیر، پودر بتا و آلفاتری‌کلسیم‌فسفات به منظور مقایسه هرکدام به دو روش مختلف تولید و مشخصه‌یابی شدند و درنهایت به ترتیب روش استفاده از حلال آّب و سیلیسیم برای ادامه کار انتخاب شد. با بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری از پودرهای بتا و آلفا مشخص شد که قطر متوسط ذرات آن‌ها به ترتیب کمتر از 100 و 15 نانومتر می‌باشد. پودر استرانسیوم‌فلوئورآپاتیت نیز به روش آلیاژسازی مکانیکی تهیه و آزمون‌هایی مانند تحلیل ریتولد الگوی پراش پرتوایکس و بررسی زیست‌فعالی بر روی آن‌ها صورت گرفت که نشان داد استرانسیوم وارد شده در ساختار مشکلی در تشکیل آپاتیت شبه استخوان در آزمون زیست فعالی ایجاد نمی‌کند. به‌منظور ساخت داربست، دو روش ریخته‌گری ژل و قالب اسفنج پلیمری در دستور کار قرار گرفت و روش قالب اسفنج پلیمری به دلیل قابلیت کنترل راحت‌تر و درصد تخلخل باز بیشتر جهت ادامه پژوهش انتخاب شد. داربست‌های کامپوزیتی از ترکیب مختلف پودرهای تولیدشده به روش قالب اسفنج پلیمری تهیه شد. داربست‌ها مورد مشخصه‌یابی به کمک آزمون‌های فشار، محاسبه تخلخل و قرارگیری در محلول شبیه سازی‌شده بدن بررسی شدند؛ نتایج آن نشان داد که به کمک پودر سیلیسیم آلفاتری‌کلسیم‌فسفات، می‌توان داربست‌های متخلخلی با استحکام نزدیک به شش مگاپاسکال به دست آورد. همچنین با اضافه شدن استرانسیوم‌فلوئورآپاتیت به پودرهای تری‌کلسیم‌فسفاتی، افزایشی بیشتر از 30 درصد در استحکام داربست‌ها حاصل شد. در پایان داربست‌هایی باقابلیت کنترل ترکیب و میزان تخلخل در نقاط مختلف آن تهیه شد که ضمن قابلیت شبیه‌سازی ظاهر فیزیکی استخوان، کنترل قابل قبولی بر خواص شیمیایی و فیزیکی در نقاط مختلف آن وجود دارد. کلمات کلیدی آلفاتری‌کلسیم‌فسفات، بتاتری‌کلسیم‌فسفات، استرانسیوم‌فلوئورآپاتیت، مهندسی بافت، نانو ذره، Rietveld refinement، سرامیک متخلخل

ارتقاء امنیت وب با وف بومی