Skip to main content
SUPERVISOR
حسين ادريس (استاد راهنما) وجيه السادات مرتضوي (استاد مشاور) محمدحسين فتحي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Morteza AleHosseini
مرتضي آل حسيني

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.
چکيده در مهندسي بافت، داربست‌هاي زيست‌تخريب‌پذير به‌عنوان تأمين‌کننده موقت استحکام مکانيکي و يون‌هاي موردنياز براي رشد استخوان جديد شناخته مي‌شوند. يک داربست استخواني بايستي زيست‌سازگاري، نرخ تخريب کنترل‌شده و استحکام مکانيکي و تخلخل قابل‌قبول، به‌منظور پشتيباني از چسبندگي و تمايز سلولي داشته باشد تا درنهايت استخوان جديد به‌طور کامل جايگزين آن شود. هدف اين پژوهش تهيه نانو پودرهاي بتا و آلفاتري‌کلسيم‌فسفات و استرانسيوم‌فلوئورآپاتيت و تهيه داربست کامپوزيتي با استحکام مناسب از پودرهاي مذکور مي‌باشد. در اين مسير، پودر بتا و آلفاتري‌کلسيم‌فسفات به منظور مقايسه هرکدام به دو روش مختلف توليد و مشخصه‌يابي شدند و درنهايت به ترتيب روش استفاده از حلال آّب و سيليسيم براي ادامه کار انتخاب شد. با بررسي تصاوير ميکروسکوپ الکتروني عبوري از پودرهاي بتا و آلفا مشخص شد که قطر متوسط ذرات آن‌ها به ترتيب کمتر از 100 و 15 نانومتر مي‌باشد. پودر استرانسيوم‌فلوئورآپاتيت نيز به روش آلياژسازي مکانيکي تهيه و آزمون‌هايي مانند تحليل ريتولد الگوي پراش پرتوايکس و بررسي زيست‌فعالي بر روي آن‌ها صورت گرفت که نشان داد استرانسيوم وارد شده در ساختار مشکلي در تشکيل آپاتيت شبه استخوان در آزمون زيست فعالي ايجاد نمي‌کند. به‌منظور ساخت داربست، دو روش ريخته‌گري ژل و قالب اسفنج پليمري در دستور کار قرار گرفت و روش قالب اسفنج پليمري به دليل قابليت کنترل راحت‌تر و درصد تخلخل باز بيشتر جهت ادامه پژوهش انتخاب شد. داربست‌هاي کامپوزيتي از ترکيب مختلف پودرهاي توليدشده به روش قالب اسفنج پليمري تهيه شد. داربست‌ها مورد مشخصه‌يابي به کمک آزمون‌هاي فشار، محاسبه تخلخل و قرارگيري در محلول شبيه سازي‌شده بدن بررسي شدند؛ نتايج آن نشان داد که به کمک پودر سيليسيم آلفاتري‌کلسيم‌فسفات، مي‌توان داربست‌هاي متخلخلي با استحکام نزديک به شش مگاپاسکال به دست آورد. همچنين با اضافه شدن استرانسيوم‌فلوئورآپاتيت به پودرهاي تري‌کلسيم‌فسفاتي، افزايشي بيشتر از 30 درصد در استحکام داربست‌ها حاصل شد. در پايان داربست‌هايي باقابليت کنترل ترکيب و ميزان تخلخل در نقاط مختلف آن تهيه شد که ضمن قابليت شبيه‌سازي ظاهر فيزيکي استخوان، کنترل قابل قبولي بر خواص شيميايي و فيزيکي در نقاط مختلف آن وجود دارد. کلمات کليدي آلفاتري‌کلسيم‌فسفات، بتاتري‌کلسيم‌فسفات، استرانسيوم‌فلوئورآپاتيت، مهندسي بافت، نانو ذره، Rietveld refinement، سراميک متخلخل

ارتقاء امنیت وب با وف بومی