تولید و مشخصه یابی پوشش دو لایه‌ اکسید گرافن و نانوکامپوزیت پلی کاپرولاکتون/ ژلاتین/ نانو¬ذرات فورستریت تولید شده در فرآیند الکتروریسی بر روی فولاد زنگ‌نزن

STUDENT

DEGREE

YEAR

[U1] apatite formation after 3 days of immersion into simulated body fluid. The porosity investigation was carried out by ImageJ software by pore measurement using SEM images. The results showed that all of the coatings have porosity up to 70% and are suitable for bone regeneration. The [U2] assay illustrated that the Go-PCL/Gelatin/forsterite (0, 1 and 3 wt.%) showed better biocompatibility, cell adhesion and proliferation in comparison with PCL/Gelatin/forsterite( 0, 1 and 3 wt.%). As a result, the prepared bilayer biocomposite coating including forsterite nanoparticles can be a promising candidate for orthopedic implants. [U2] لش رو بیار

فولاد زنگ نزن L316 به طور گسترده در زمینه‌های پزشکی به‌ویژه در کاشتنی‌های ارتوپدی مورد استفاده قرار می‌گیرد. به منظور اصلاح سطح فولاد زنگ نزن L316 و بهبود خواص مقاومت در برابر خوردگی، زیست فعالی و رفتار سلولی آن، پوشش‌های نانوکامپوزیتی بر سطح این فولاد اعمال می‌کنند. برای دستیابی به این هدف، در این پژوهش پوششی دولایه بر سطح فولاد زنگ نزن L316 اعمال شد. اولین پوشش لایه‌ اکسید گرافن (GO) بود که به روش رسوب نشانی الکتروفورتیک بر فولاد زنگ نزن L316 اعمال شد. دومین لایه کامپوزیت پلی کاپرولاکتون (PCL)/ژلاتین حاوی 1% و 3% وزنی از نانوذرات فورستریت بود که به روش الکتروریسی اعمال شد. ساختار شیمیایی و مورفولوژی هر لایه با استفاده از طیف سنجی مادون قرمز(FTIR)، آنالیز تفکیک انرژی اشعه‌ی ایکس(EDS) ومیکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) شناسایی شدند. نتایج آزمون‌ها، پوشش‌ دهی موفق دو لایه را تأیید کرد. در غلظت gr/lit 1، ولتاژ v 4 و زمان رسوب نشانی min 10 یکنواخت ترین لایه‌ی GO بر زیرلایه‌ی فولاد زنگ نزن L316 تشکیل شد. در غلظت 12% وزنی حجمی محلول پلیمر و فاصله‌ی الکتروریسی cm 15 نانوالیاف پلی کاپرولاکتون/ژلاتین حاوی 1% و 3% وزنی از نانوذرات فورستریت تولید شدند. نانوالیاف الکتروریسی شده با نسبت 80/20 حاوی 1% وزنی از نانوذرات فورستریت با مورفولوژی مناسب ( الیاف بدون گره با میانگین قطرnm 36±148) به عنوان بهترین نانوالیاف انتخاب شدند. بر اساس طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز و با توجه به عدم تغییر در شدت و موقعیت پیک‌ها هیچ واکنش شیمیایی بین اجزاء رخ نداد. رفتار الکتروشیمیایی پوشش‌ها با استفاده از طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) و پلاریزاسیون پتانسیودینامیک (Tafel) ارزیابی شد. پوشش‌های اکسید گرافن و اکسید گرافن-پلی کاپرولاکتون/ژلاتین حاوی 1% وزنی نانوذرات فورستریت با بیشترین قطر نیم دایره که نشان دهنده‌ی بیشترین میزان امپدانس است، بالاترین مقاومت در برابر خوردگی را نشان دادند. بعلاوه این پوشش‌ها به ترتیب با جریان خوردگی ?A/cm 2 003/0 و ?A/cm 2 006/0 به عنوان مقاوم ترین پوشش‌ها در برابر خوردگی شناخته شدند. ارزیابی زیست فعالی پوشش‌های پلی کاپرولاکتون/ژلاتین حاوی 1% و 3% وزنی از نانوذرات فورستریت از روز سوم غوطه وری در محلول شبیه سازی شده‌ی بدن (SBF) تشکیل هیدروکسی آپاتیت را نشان دادند. آزمون تخلخل با استفاده از نرم افزار Imag J با اندازه گیری حفرات از روی تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد نانوالیاف پلی کاپرولاکتون/ژلاتین خالص، پلی کاپرولاکتون/ژلاتین حاوی 1% و 3% وزنی از نانوذرات فورستریت دارای تخلخل بالای 70% بودند. بعلاوه در آزمون بررسی سمیت سلولی (MTS) مشخص شد که پوشش‌های اکسید گرافن-پلی کاپرولاکتون/ژلاتین حاوی 1% و 3% وزنی از نانوذرات فورستریت زیست سازگاری بالاتری را نسبت به پوشش‌های پلی کاپرولاکتون/ژلاتین حاوی 1% و 3% وزنی از نانوذرات فورستریت نشان دادند. مطابق با نتایج مثبت آزمون‌های مقامت در برابر خوردگی، زیست فعالی و سمیت سلولی، پوشش دولایه‌ی اکسید گرافن-پلی کاپرولاکتون/ژلاتین حاوی نانوذرات فورستریت گزینه‌ای مناسب به منظور پوشش دهی بر زیرلایه‌ی فولاد زنگ نزن L316 جهت بهبود خواص کاشتنی‌های ارتوپدی می‌باشد. واژگان کلیدی: پوشش دهی، الکتروریسی، الکتروفورتیک، پلی کاپرولاکتون، ژلاتین، اکسید گرافن، فولاد زنگ نزن L316