Skip to main content
SUPERVISOR
Rahmatollah Emadi
رحمت اله عمادي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Zahra Sadeghinia
زهرا صادقي نيا

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395
Since bone is under the dynamic loading, using the metallic biomaterials are the best choice for their high enduring in tensional stressed. Although, AISI 316L stainless steel as metallic implant is a famous choice, this steel contains some defects such as releasing the harmful ions and lack of bioactive properties. Polymer-ceramic composite coating use on this implant in order to resolve the mentioned problems. Ceramics are the most suitable for coating, replacing or reminding the hard and soft tissue of human body because of their biocompatible and sufficient bioactive properties. In recent years, bioglass has received significant attention due to its bioactive properties. Polycaprolactone is a hydrophobic semi crystal and due to its extraordinary mechanical and bioactive properties has many usages in medical. However, the polymer has not used widely due to its expensive price and was finite in recent years. Also, chitosan has received significant attention due to its antibacterial, bio degradable, accessible and economical properties for researchers in medical usage. Despite these unique advantages, using chitosan have some problems such as unfavorable mechanical and chemical properties, low weight and high shrinkage. Aim of this study is using polycaprolactone-chitosan-bioglass composite coating on AISI 316L stainless steel to improve the base metal properties by electrophoretic method.
يکي از پرکاربرد­ترين مواد زيستي فلزي که به­عنوان کاشتني مورد استفاده قرار­مي­گيرد، فولاد زنگ نزن 316 ال است. اما اين فولاد داراي معايبي چون رهايش يون­هاي فلزي مضر وعدم زيست فعالي مي­باشد. به منظور رفع اين عيوب از پوشش­هاي محافظ پليمري و سراميکي يا کامپوزيتي از آن­ها بر روي اين کاشتني استفاده مي­شود. هدف از اين پژوهش استفاده از پوشش کامپوزيت پلي­کاپرولاکتون-کيتوسان-بيوگلاس روي فولاد زنگ نزن 316 ال به منظور ارتقاء خواص زيرلايه توسط دستگاه الکتروفورتيک مي­باشد. نانوپودر بيوگلاس به روش سل-ژل تهيه گرديد. جهت ارزيابي ساختاري و مورفولوژي پودر از آزمون­هاي پراش پرتو ايکس(XRD) و ميکروسکوپ الکتروني روبشي(SEM) و هم­چنين ميکروسکوپ الکتروني عبوري(TEM) استفاده شد. بيوگلاس سنتز شده کاملا آمورف بوده و اندازه ذرات آن 73/6±23/23 نانومتر بود. به منظور بررسي پارامترهاي فرايند الکتروفورتيک، پوشش­هاي کامپوزيتي پليمر- سراميک در ولتاژهاي 15 و 20 ولت و زمان­هاي 10 و 15 دقيقه با درصدهاي وزني متفاوت 5/0، 1 و 5/1 درصد وزني بيوگلاس بر روي زيرلايه فولادي اعمال شد. پس از آن جهت تعيين ولتاژ و زمان بهينه از آزمون­هاي زبري و ترشوندگي و هم­چنين بررسي مورفولوژي سطح پوشش­ها استفاده شد. نتايج آزمون­ها نشان داد که ولتاژ 20 ولت و زمان 10 دقيقه، ولتاژ و زمان بهينه جهت انجام فرايند پوشش­دهي بود. ميانگين ضخامت پوشش بهينه نيز­ 14/0 ± 14/2 ميکرومتر بود.سپس آزمون زيست­فعالي نيز بر روي نمونه­هاي بهينه­ ولتاژ و زمان انجام شد. بررسي تصاوير SEM نشان داد که اگرچه بيوگلاس زيست­فعالي پوشش را افزايش مي­دهد، اما در پوشش حاوي 5/1 درصد بيوگلاس زيست­فعالي کاهش مي­يابد و از اين­رو نمونه 1 درصد وزني بيوگلاس به عنوان نمونه بهينه انتخاب شد. دليل اين کاهش، آگلومراسيون نانوذرات بيوگلاس و کاهش خاصيت زيست­فعالي آن­ها بود. پس از اطمينان از تشکيل آپاتيت بر روي نمونه­هاي تهيه شده، آزمون کشت سلول نيز بر روي نمونه بهينه انجام شد. نتايج آزمون چسبندگي و سميت نشان­دهنده عدم سميت نمونه­ها و چسبندگي سلولي مناسب روي سطح نمونه­ها بود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی