ساخت و بررسی خواص مکانیکی کامپوزیت هیدروکسی آپاتیت/ ذرات شیشه زیست فعال تهیه-شده به روش سل - ژل

مازیار عاشوری، m. ashuri biomaterials group, faculty of biomedical engineering, amirkabir university of technology (tehran polytechnic)دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران) فتح الله مضطرزاده، f. moztarzadeh biomaterials group, faculty of biomedical engineering, amirkabir university of technology (tehran polytechnic)دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران) نادر نظافتی، n. nezafati department of materials science & engineering, ahar branch, islamic azad universityدانشگاه آزاد اسلامی واحد اهر علی انصاری همدانی، a. ansari hamedani biomaterials group, faculty of biomedical engineering, amirkabir university of technology (tehran polytechnic)دانشگاه صنعتی امیرکبیر محمدرضا تحریری، m. r. tahriri biomaterials group, faculty of biomedical engineering, amirkabir university of technology (tehran polytechnic)دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)

چکیده

در این تحقیق یک بیومتریال کامپوزیتی زمینه سرامیکی با خواص مکانیکی مناسب و دارای قابلیت تشکیل آپاتیت در سطح در محیط برون تنی (in vitro)، به وسیله ی تف جوشی مخلوط پودرهای هیدروکسی آپاتیت (ha) و شیشه ی زیست فعال سل- ژل 4 جزئی sio2-cao-mgo-zno در دمای ºc 1100 تولید شد. هیدروکسی آپاتیت به روش هم رسوبی سنتز شد و بنا بر مطالعات tg/dta دمای پایدارسازی شیشه ی زیست فعال ºc700 تعیین شد. استفاده از روش تعیین اندازه ی ذرات به وسیله ی لیزر (lpsa) برای مقایسه ی ابعاد پودرهای سنتزشده نشان داد ابعاد ذرات پودرها دارای اختلاف اندازه ی مناسبی با هم هستند که این برای ساخت کامپوزیت های ذره ای مناسب است. زمینه ی کامپوزیت، هیدروکسی آپاتیت انتخاب شد و ذرات شیشه-ی زیست فعال با درصدهای وزنی 5، 10، 15، 20، 25 و 30 به آن افزوده شدند و سپس پودرهای مخلوط شده تحت فشار mpa 80 فشرده شد. قرص های فشرده شده در دمای ºc 1100 تف جوشی شدند. از نمونه ها آزمون فشار تک محوری گرفته شد و نمونه-ی با بیشترین استحکام فشاری (نمونه ی حاوی 20 درصد وزنی شیشه ی زیست فعال) به عنوان نمونه ی بهینه انتخاب شد. این نمونه به مدت زمان های 3، 7 و 14 روز درون محلول شبیه سازی شده ی بدن (sbf) قرار گرفت. آزمون icp برای بررسی رفتار رهایش یون کامپوزیت در sbf انجام شد. همچنین، به منظور شناسایی بهتر ساختار و خواص کامپوزیت، آزمون هایی برای شناسایی فازهای موجود (xrd)، ریخت شناسی میکروساختار (sem) و تعیین گروه های عاملی موجود (ftir) در نمونه نیز انجام شد. نتایج این پژوهش حاکی از این بود که استحکام نمونه ی بهینه پس از قرارگیری در محلول sbf کاهش یافته است. دلیل این امر به وجود فاز بتا-تری کلسیم فسفات در ساختار کامپوزیت بازمی گردد زیرا این فاز در محیط های بیولوژیک ناپایدار است. پس از قرارگیری نمونه ی بهینه در sbf غلظت یون ها خصوصاً منیزیم و سیلیسیم دستخوش تغییر می شوند که افزایش غلظت این دو یون می تواند نشانه ای از زیست فعالی کامپوزیت در محیط درون تنی (in vivo) باشد.