Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Hosein Fathi,Mehdi Ahmadian
محمدحسين فتحي (استاد راهنما) مهدي احمديان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Maryam Rahmati Habib abadi
مريم رحمتي حبيب آبادي

FACULTY - DEPARTMENT

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

TITLE

Evaluation of bioceramic type on the morphology of formed apatite in biological fluid
One of the important properties of the bioactive implants is the apatite formation on them surface in simulated body fluid. This phase in terms of the composition and structure is similar to the mineral phase of bone. The aim of this study was to investigate the effect of different bioactive ceramic types including bioactive glass36S, hydroxyapatite (HA), fluorapatite, magnesium -substituted fluorapatite di calcium silicate (?-Ca 2 SiO 4 ), diopside (CaMgSi 2 O 6 ), bredigite (Ca 7 MgSi 4 O 16 ), merwinite (Ca 3 MgSi 2 O 8 ) and forsterite (Mg 2 SiO 4 ) on the morphology of apatite formed in vitro. The nanopowders of these bioceramics were synthesized by sol-gel method. In order to identify and characterization, techniques were used of x-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy(SEM), field emission scanning electron microscopy(FESEM), energy dispersive x-ray spectroscopy(EDS) and fourier transform -infrared spectroscopy(FTIR) for the prepared powders. The results confirmed that the prepared powders were pure and grain size lower than 50 nm. In vitro bioactivity evaluation was performed by soaking the prepared samples in SBF for period of times. In order to characterize the samples, identify and study the morphology of formed bone like-apatite, and determine the concentration amount of released ions in the SBF, SEM, FTIR, inductively-coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES) and EDS were utilized. Result showed that the morphology of the formed apatite depends on the type of bioceramics and different amount of ion release from bioceramics. The ceramic with the highest Mg content showed the lowest ability for apatite formation. In the case of bioceramics containing SiO 2 , the bone-like apatite with increasing Si ions in SBF solution, the morphology of the apatite became more regular shaped. Key Words: Bioactivity, Bone-like apatite, Bioceramic, Simulated Body Fluid (SBF).
چکيده يکي از ويژگي هاي مهم کاشتني هاي زيست فعال و زيست سازگار، تشکيل يک لايه ازآپاتيت شبه استخواني درمحل تماس کاشتني با محيط بيولوژيک است. اين فاز از نظر ترکيب شيميايي و ساختار شبيه به فاز معدني استخوان است. پژوهشگران در بررسي رفتار مواد متفاوت جهت استفاده زيستي به اثر عواملي مانند روش سنتز مواد ، اندازه دانه، نوع و مقدار يون هاي رهايش يافته از بيومواد برنحوه جوانه زني و رشد آپاتيت تشکيل شده پي بردند. در اين پژوهش، به بررسي رفتار زيست فعالي و اثر ترکيب شيميايي نانوبيوسراميک هاي زيست فعال متفاوت بر موفولوژي آپاتيت تشکيل شده در شرايط آزمايشگاهي پرداخته شد. بيوسراميک هاي هيدروکسي آپاتيت، فلوئور آپاتيت، منيزيم/ فلوئور آپاتيت، دي کلسيم سيليکات (Ca 2 SiO 4 )، ديوپسيد (CaMgSi 2 O 6 )، برديجيت (Ca 7 MgSi 4 O 16 )، مروينيت (Ca 3 MgSi 2 O 8 ) و فورستريت (Mg 2 SiO 4 ) و از شيشه هاي زيست فعال، شيشه 36S در نظر گرفته شدند. بيوسراميک ها و شيشه زيست فعال ذکر شده با مواد اوليه مناسب به روش سل-ژل تهيه و مشخصه يابي شدند. تکنيک هاي پراش پرتو ايکس، ميکروسکوپ الکتروني روبشي، ميکروسکوپ الکتروني روبشي انتشار ميداني، آناليز عنصري به کمک طيف سنجي تفکيک انرژي پرتوي ايکس و طيف سنجي فروسرخ با تبديل فوريه براي مشخصه يابي پودرهاي تهيه شده، استفاده شد. نتايج مؤيد آن بود که پودرهاي تهيه شده همگي خالص و بدون هيچ گونه فاز و ترکيب ناخواسته و با اندازه دانه زير 50 نانومتر هستند. ارزيابي زيست فعالي با غوطه وري نمونه تهيه شده به صورت قرص به درون مايع شبيه سازي شده بدن (SBF) به مدت زمان هاي مشخص انجام شد و تشکيل آپاتيت بر سطح نانوپودرها به کمک ميکروسکوپ الکتروني روبشي، طيف سنجي فروسرخ با تبديل فوريه و ارزيابي غلظت کلسيم و فسفر در محلول تائيد شد. آنچه از چگونگي رهايش يون ها و تغييرات ميزان pH محلول شبيه سازي شده بدن استنتاج شد آن است که جايگزيني يون فلوئور به جاي گروه هيدروکسيل در بيوسراميک هاي کلسيم-فسفاتي باعث افزايش نرخ جوانه زني و کاهش نرخ رشد آپاتيت مي شود. افزودن يون منيزيم به بيوسراميک کلسيم فسفاتي حاوي يون فلوئور موجب افزايش نرخ انحلال کلسيم و افزايش نرخ رشد آپاتيت مي شود. بيوسراميک هاي حاوي سيليکات با واکنش هيدراسيون و تشکيل گروه عاملي Si-OH، مکان هاي مناسبي جهت جوانه زني آپاتيت ايجاد نموده و درنتيجه نرخ جوانه زني بر نرخ رشد آپاتيت غلبه کرده و اندازه بلورک هاي آپاتيت تشکيل شده بسيار کوچک هستند. حضور منيزيم در کنار سيليسيم و جايگزيني منيزيم با يون H + موجود در محلول باعث افزايش pH مي شود. بيوسراميک هاي حاوي سيليکات در هنگام غوطه وري در محلول شبيه سازي شده بدن با رهايش يون سيليسيم در محلول، مورفولوژي آپاتيت تشکيل يافته را از حالت سوزني که شبيه به آپاتيت بيولوژيک است به شکل هاي منظم مانند کروي ومنشور تغيير مي دهد. کلمات کليدي: زيست فعالي، آپاتيت شبه استخواني، بيوسراميک، محلول شبيه سازي شده بدن

ارتقاء امنیت وب با وف بومی