سنتز تکرار پذیر کلسیم فسفات آمورف کربناتی (accps) با استفاده از محلول های حاوی کلسیم و فسفات با غلظت پایین، دمای پایین، میزان ph بالا و خشک کردن به شیوه انجمادی قابل انجام است. با افزودن مقادیر مختلف کربنات به محلول سنتز، امکان تهیه انواع کلسیم فسفات آمورف کربناتی با مقدار کربنات و نسبت ca/p متفاوت وجود خواهد داشت به طوری که با افزایش مقدار کربنات ورودی به محلول سنتز، نسبت ca/p رسوب افزایش می یابد. افزایش دمای سنتز باعث ازدیاد نسبت ca/p و میزان جذب کربتات توسط رسوب می شود. ماهیت آمورف نمونه های سنتز شده به سرعت کم جوانه زنی و رشد هیدروکسی آپاتیت در محلول نسبت داده می شود که این نیز خود به غلظت گونه های مقید کلسیم در محلول اشباع وابسته است. آب باقیمانده در رسوب آمورف خشک شده به روش انجمادی را می توان توسط عملیات حرارتی در دمای بالا خارج کرد بدون آن که رسوب، ویژگی آمورف بودن خود را از دست دهد. خروج کربنات در محدوده دمایی 500-1150 درجه سانتی گراد اتفاق می افتد. انحلال کلسیم فسفات آمورف کربناتی در محیط غیر سلولی شبیه سازی شده استیوکلاستی به میزان کربنات و آب باقیمانده بستگی دارد. در مقادیر بالای کربنات موجود در محصول، میزان انحلال توسط مقدار کربنات دیکته می شود در حالی که در مقادیر کم، حضور آب باقیمانده اثر بیشتری بر میزان انحلال خواهد داشت. امکان تهیه سیمان از accps به صورت منفرد وجود ندارد. با افزودن دی کلسیم فسفات دی هیدرات (dcpd) به سیستم ، امکان تشکیل سیمان های با زمان گیرش مناسب برای کاربردهای بالینی فراهم می گردد. واکنش سخت شدن سیمان به دلیل هیدرولیز بخش آمورف به آپاتیت با بلورینگی ضعیف می باشد. dcpd به عنوان بستر مناسبی برای تشکیل آپاتیت عمل می کند. بررسی خواص سیمان ها بر اساس ترکیب (نسبت ca/p سیمان) نشان داد در خصوص زمان گیرش و استحکام فشاری به ترتیب یک حداقل و یک حداکثر وجود دارد. افزودن هیدروکسی آپاتیت رسوبی به سیمان سیستم accp-dcpd با نسبت ca/p بهینه منجر به کاهش زمان گیرش و استحکام فشاری می گردد. حضور ژلاتنی در ترکیب سیمان تا 4 درصد وزنی بهبود خواص مکانیکی و زمان گیرش (نهایی) سیمان را به دنبال خواهد داشت. سیمان بهینه توسعه یافته در این رساله، دارای زمان گیرش اولیه و نهایی به ترتیب 13 و 32 دقیقه است و استحکام فشاری و کششی آن به ترتیب 8/17 و 6/5 مگاپاسکال می باشد. سینتیک انحلال سیمان های توسعه یافته و هم چنین کلسیم فسفات های آمورف در محیط اسیدی استیوکلاستی توسط تشکیل لایه محصول dcpd و یا یک نوع کلسیم فسفات آمورف مقاوم در برابر اسید کنترل می شود.

دیابت از مهمترین عوامل تهدیدکننده سلامتی ، معلولیت و مرگ در جهان می باشد. کنترل منظم قند خون نقش بسزایی در کاهش عوارض ناشی از این بیماری در میان مبتلایان به دیابت دارد. دستگاه-های خانگی موجود تست قند خون، به علت سهولت استفاده، قیمت مناسب و سرعت کافی گزینه مناسب و عملی جهت کنترل مداوم قند خون برای بیماران دیابتی به شمار می آید. یک کیت تشخیص گلوکز از یک بخش الکترونیک و تعدادی استریپ یکبار مصرف تشکیل شده است. جهت انجام هر تست مقدار بسیار کمی خون برروی استریپ قرار داده می شود و با اتصال استریپ به قسمت الکترونیک، میزان قند خون برروی صفحه نمایش دستگاه پس از مدت کوتاهی نشان داده می شود. در این تحقیق، ساخت استریپ الکتروشیمیایی آمپرومتریک گلوکز با دو الکترود لایه نازک طلا بررسی شده است. حسگر از مزیت معرفی نمونه از طریق نیروی مویینگی، برخوردار می باشد. الکترودها به طریق تبخیر فیزیکی و سپس با انجام فرآیند لیتوگرافی نوری بر روی زیرپایه ای از جنس پلی اتیلن ترفتالات ایجاد گردیدند. معرف حسگر حاوی گلوگز اکسیداز، فری سیانید پتاسیم هیدروکسی اتیل سلولز بوده که برروی قسمتی از دو الکترود قرار می گیرد. فضای میکرولیتری با چسباندن فاصله انداز و قرار دادن یک روکش پلیمری ایجاد گردید. یک قطره از نمونه حاوی گلوکز به دلیل وجود نیروی مکش مویینگی به درون فضای مذکور راه یافته و معرف را به صورت محلول در می آورد. با اعمال ولتاژ 300 میلی ولت به دو سر الکترودها جریان الکتریکی متناسب با غلظت گلوکز در محلول ایجاد می گردد. بررسی کارایی واسطه فری سیانید پتاسیم برروی الکترود لایه نازک طلا و تاثیر سرعت اسکن و افزودن آنزیم بر شکل منحنی مربوطه با روش ولتامتری چرخه ای انجام گردید. همچنین پارامترهای دیگری چون محدوده خطی اندازه گیری، زمان پاسخ، غلظت بهینه واسطه، آنالیز سرم، تکرار پذیری و پایداری حسگر ساخته شده با استفاده از روش کرونو آمپرومتری بررسی گردید. محدوده خطی اندازه گیری گلوکز بین 30 و 350 میلی گرم بر دسی لیتر بوده و غلظت 1 میلی مولار اسید آسکوربیک اثر تداخلی در عملکرد حسگر ندارد. حسگر از دقت مناسبی در سنجش گلوکز در مقایسه با روش رنگ سنجی برخوردار می باشد. غلظت بهینه واسطه حدود 5 میلی گرم بر میلی لیتر برآورد شده و زمان پاسخ و میزان تکرارپذیری و پایداری در حد قابل قبولی می باشد.

بیوسرامیک های کلسیم فسفاتی به دلیل دارا بودن خواص زیست سازگاری عالی و شباهت ترکیب شیمیایی با استخوان طبیعی، توجه بسیاری را به خود جلب نموده اند. هیدروکسی آپاتیت و تری کلسیم فسفات در جراحی های ارتوپدی هم به عنوان داربست های حمایت کننده موقت و هم به صورت خمیرهای ویژه جهت پرکردن عیوب استخوانی مورد استفاده قرار می گیرند. در سال های اخیر بیش ترین تحقیقات در زمینه گرافت های استخوانی تخریب پذیر، بر روی بیو سرامیک های هیدروکسی آپاتیت/تری کلسیم فسفات انجام گرفته است. توسعه سایر ترکیبات کلسیم فسفاتی تخریب پذیر جهت کاربرد به عنوان گرافت استخوانی، می تواند فرایند جذب بیومتریال در بدن و جایگزینی استخوان طبیعی با آن را بهبود بخشد. در این پروژه تخریب پذیری بیوسرامیک کلسیم فسفاتی دوفازی هیدروکسی آپاتیت و دی کلسیم فسفات دی هیدرات(براشیت)، در نسبت های مختلف، مورد بررسی قرار گرفته است. اساس کار با هدف بدست آوردن نسبت بهینه بین فاز نسبتاً پایدار، یعنی هیدروکسی آپاتیت و فاز تخریب پذیر، یعنی براشیت انجام گرفته است. در این پژوهش قطعات متخلخل کلسیم فسفاتی دوفازی از روش اسفنج پلیمری در پنج نسبت تهیه شده اند: (1) 100% هیدروکسی آپاتیت به عنوان نمونه شاهد (2) ترکیب شامل هیدروکسی آپاتیت و 10% براشیت (3) ترکیب شامل هیدروکسی آپاتیت و 20% براشیت (4) ترکیب شامل هیدروکسی آپاتیت و 30% براشیت (5) ترکیب شامل هیدروکسی آپاتیت و40% براشیت. قطعات بدست آمده سپس در دمای 1200 درجه سانتی گراد سینتر گردیدند و آنالیز فازی پراش پرتو ایکس بر روی آنها انجام گرفته است. پس از آن جهت انجام مطالعات تخریب پذیری بلند مدت، در بازه های زمانی 0، 4، 8، 12، و 20 هفته، نمونه ها در محیط شبیه سازی شده با بدن قرار داده شده اند. ارزیابی های مختلف مانند تغییر وزن، بررسی تخلخل و دانسیته، بررسی ریز ساختار سطح، و اندازه گیری استحکام فشاری نیز در این فواصل زمانی بر روی نمونه های تهیه شده انجام گرفته است. برخی از نتایج حاصل از این پژوهش عبارتند از: (1) افزایش فاز براشیت در دوغاب اولیه باعث افزوده شدن درصد بتا تری کلسیم فسفات در نمونه های سینتر شده می گردد. (2) بررسی ریزساختار و اندازه تخلخل نمونه های مختلف نشان می دهد که اندازه اکثر تخلخل ها در حدود ?m 300-200 بوده است (3) در شرایط یکسان با افزایش درصد براشیت در دوغاب اولیه، دانسیته نمونه ها نسبتاً افت داشته و میزان تخلخلهای موجود در ساختار افزایش می یابد. (4) در نمونه های دارای 30 درصد و بیشتر براشیت، با افزایش زمان انکوباسیون، مقادیر استحکام فشاری و مدول الاستیسیته نمونه ها به طور قابل ملاحظه ای کاهش می یابند. (5) با افزایش فاز براشیت در دوغاب اولیه، میزان تخریب پذیری نمونه ها افزایش می یابد.

پروتزهای مفصلی هر یک دارای معایب مشخصی هستند که نشان دهنده تفاوت عملکرد آنها نسبت به مفصل ایده آل و طبیعی بدن است. در پروتز مفصل مصنوعی ران با در نظر گرفتن تاثیر کاپ استابولوم در عملکرد مناسب مفصل، رعایت معیارهای طراحی نظیر سهولت جایگذاری، حداقل بودن حجم استخوان برداشته شده از استابولوم، عدم چرخش و جابجایی کاپ، اتصال محکم و مناسب، سایس و خزش کم و توزیع مناسب تنش های مکانیکی وارده حین سیکل راه رفتن به کاپ از اهمیت بسزایی برخوردارند. امروزه در بین معیارهای طراحی اشاره شده، تلاش عمده محققین به اتصال مناسب کاپ به حفره استابولوم شده معطوف است، به طوری که درکاپ های غیرسیمانی هدف اصلی ایجاد پوشش متخلخل بادوام و ترغیب کننده استخوان به رشد در پوشش کاپ و حذف پیچ های محکم کننده آن به استخوان لگن است. با در نظر گرفتن معایب و مزایای کاپ های امروزی، در این کار تحقیقاتی طرحی جدید از کاپ پروتز مفصل ران ارایه شد که دارای سه لایه بهم پیوسته بود. این لایه ها از داخل به بیرون به ترتیب uhmwpe، کامپوزیت(pdms) /uhmwpe و لایه خارجی مجاور استابولوم کامپوزیتی از pdms با بیوسرامیکهای هیدروکسی اپاتیت و بتا تری کلسیم فسفات می باشد. در این طراحی سعی شده است تا با بکارگیری سیلیکون به همراه بیو سرامیک های هیدروکسی آپاتیت (ha) و بتا تری کلسیم فسفات(?-tcp) کامپوزیتی تهیه شود که لایه بیرونی کاپ پلی اتیلنی را پوشانده و ضمن اتصال اولیه بیولوژیکی مناسب به حفره استابولوم، خاصیت جذب ضربات و شوک های مکانیکی وارده طی سیکل راه رفتن را دارا باشد. در این تحقیق نمونه های متعددی از لایه های کاپ پلیمری بصورت ورقه و با نسبت درصد های مختلفی ساخته و هویت یابی شد. نتایج خواص مکانیکی/ موفولوژیکی نشان داد که در لایه بیرونی کاپ، خواص بهینه کامپوزیت در ترکیب 25 قسمت ?-tcp در 100 قسمت لاستیک پلی دی متیل سیلوکسان حاصل شده وسیلیکون حاوی ?-tcp نسبت به ha از خواص مکانیکی و استحکام بیشتری برخوردار است. در ادامه آزمون های سازگاری زیستی به روش in vitro از نوع سمیت سلولی بروی کامپوزیت هایpdms/?-tcp وpdms/ha انجام پذیرفت که نتایج نشان داد سلولهای فیبروبلاست از نوع l929 از رشد بسیار خوبی در مجاورت نمونه ?-tcp pdms/ برخوردار است. به جهت بررسی استخوان سازگاری تعداد 40 نمونه از کامپوزیت، در استخوان لگن هفت گوسفند کاشته شد. نمونه ها پس از گذشت مدت زمان سه ماه، 6 ماه، یکسال از کاشت برداشته و بررسی هیستوپاتولوژی بروی آنها انجام پذیرفت. نتایج یکساله بررسی نشان داد که کامپوزیت پلی دی متیل سیلوکسان دارای 25 قسمت ?-tcp بطور کامل با استخوان ایلیاک گوسفند سازگار بوده است و شواهدی دال بر التهاب بافت استخوانی مجاور نمونه و پس زدن ایمپلانت وجود ندارد. بنابرنتایج این تحقیق ساخت کاپ از ترکیب مواد مذکور و بطور سه لایه برای کاشت دربدن انسان مناسب خواهد بود.

سیمانهای استخوانی از جنس کلسیم فسفات مواد فوق العاده زیست سازگاری هستند که در ارتوپدی و دندانپزشکی مورد استفاده قرار می گیرد. این سیمانها با ترکیب مناسب می توانند نسبت به سرامیک های کلسیم فسفات سینتر شده مانند قطعات آپاتیت سینتر شده دارای مزایایی باشند که از آن جمله می توان به موارد ذیل اشاره نمود: قابلیت جذب و جایگزین شدن توسط بافت استخوان ، قابلیت شکل دهی ایمپلنت مناسب با شکل آسیب ، امکان استفاده از عوامل دارویی و عوامل تسریع کننده رشد بافت استخوان در ترکیب سیمان ، تشکیل هیدروکسی آپاتیت با کریستالینیته کم و شبیه به آپاتیت فاز معدنی استخوان ، قابلیت تزریق در محل آسیب بدون نیاز به عمل جراحی و.... این سیمانها از دو بخش پودر و مایع تشکیل شده اند که جزءپودر شامل یک یا ترکیبی از چند نمک کلسیم فسفاتی مانند دی کلسیم فسفات ،تری کلسیم فسفات،تتراکلسیم فسفات و...است و بخش مایع شامل آب یا یک محلول فسفاتی یا یک محلول از ترکیبات آلی مانند اکریلیک اسید ، سیتریک اسید و ... می باشد . تا کنون افزودنی های متنوعی به منظور بهبود خواص سیمان کلسیم فسفات به ترکیب این سیمانها افزوده گردیده است این خواص شامل زمان گیرش،ساختار فاز آپاتیت،پایداری شیمیایی و قوام سیمان در محیط بیولوژیک،تزریق پذیری و استحکام مکانیکی است.در مورد افزایش استحکام سیمان تحقیقاتی شامل بررسی تاثیر نسبت اجزاء سازنده جزء پودر،تغییر نسبت پودر به مایع،استفاده از عوامل تسریع کننده واکنش گیرش و تاثیر آن در استحکام،استفاده از الیاف پلیمری قابل جذب درترکیب سیمان انجام شده است. اما متاسفانه علیرغم این ، کاربرد سیمانها تنها به بازسازی آسیب های موجود در مکان های بدون تنش محدود می شود.هدف از اجرای این طرح بررسی خواص سیمان کلسیم فسفات آپاتیتی است که بخش جامد آن ترکیبات کلسیم فسفاتی مانند دی کلسیم فسفات و تترا کلسیم فسفات و بخش مایع آن پلاسمای خون می باشد. پلاسمای خون شامل 90 درصد آب ، 8 درصد پروتیین ، 9/0 درصد مواد معدنی و1/1 درصد مواد آلی است. همچنین، حضور یونهایی چون سدیم، پتاسیم، کلسیم، کلراید، کربنات و فسفات در پلاسمای خون تغییراتی درشیمی و فیزیک شبکه فازهای نهایی موجود در سیمان خصوصاً ایجاد فازنانو آپاتیت و افزایش استحکام سیمان می شود. از سوی دیگر نظر به اینکه یک جزء سیمان از بیمار تهیه می شود علاوه بر کاهش مقدار مواد مصرفی امکان واکنشهای بافتی نسبت به سیمان بسیار اندک خواهد بود.

شیشه های بیو اکتیو توانایی اتصال به بافت های زنده بدن را از طریق تشکیل یک لایه در فصل مشترکیان دارند. از شیشه های بیواکتیو به طور موفقیت آمیزی به عنوان پرکننده های استخوانی در ارتوپدی و جراحی دندان استفاده شده است. اکثر این شیشه ها بر پایه ی فرمول 45s5 می باشد. امروزه تحقیقات در زمینه تهیه شیشه های بیواکتیو از طریق واکنش های سل - ژل، توجه زیادی را به خود جلب کرده است. در این رشو یون های هیدروکسیل در سیستم باقی می ماند. که این امر تخلخل های میکروبی و سطح مخصوص بالا و افزایش بیواکتیویتی را به دنبال خواهد داشت. به علاوه کم بودن دمای مورد نیاز برای تولید این شیشه ها و آسان بودن تولید آن ها از مزایای عمده این روش به شمار می آید. در میان پلی ساکاریدهای طبیعی کیتوسان در داشتن استامبد و گروه های آمین با سایرین تفاوت دارد. این گروه ها به این ماده خواص و ویژگی های بیولوژیکی و شیمیایی خاصی شامل زیست سازگاری، زیست تخریب پذیری، عدم سمیت، خواص آنتی باکتریال، آبگریزی و بهبود خواص شیمیایی، میل ترکیبی شدید به پروتیین ها را می دهند. این وپژگی ها منجر به استفاده وسیع این مواد در ساخت ارگان های مصنوعی، رهایش کنترل سشده ی دارو و مهندسی بافت شده است. نمونه سنتز شده ی بیوکلاس مورد آزمون شناسایی فازی قرا گرفت. و بر روی کامپوزیت به دست آمده بررسی های مختلف فیزیکی و شیمیایی انجام گرفت. این آزمایشات شامل بررسی ریز ساختار با استفاده از میکروسکوپ الکترونی رویشی sem ، آ‍زمون های مربوط به شناسایی فازی توسط xrd، تزریق پذیری ftir می باشد. یکی از اهداف مهم این تحقیق تزریق پذیری کامپوزیت ساخته شده بود، زیرا ماده تزریق پذیر علاوه بر استفاده آسان و صرفه جویی در زمان و انرژی و هزینه، عملیات تهاجمی جراحی را حذف می کند. سپس جهت بررسی میزان بیواکتیویته بر روی نمونه های ساخته شده در شرایط in-vivo نمونه ها در بدن تعداد 22 رت نر برای بررسی در دو مقطع زمانی کاشته شدند و مورد تست های رادیولوژیکی و پاتولوژیکی قرار گرفتند.

امروزه سیمان های کلسیم فسفاتی به طور گسترده ای در ترمیم نقایص استخوانی و دندانی به کار می روند. این سیمان ها خواص زیست سازگاری عالی و هدایت رشد استخوان دارند. در این میان سیمان های براشیتی علی رغم دارا بودن استحکام فشاری کمتر، دارای نسبت l/p بیشتر و تزریق پذیری هستند. از این رو در این تحقیق، سیمان کلسیم فسفاتی براشیتی از مخلوط کردن جزء پودری nab2bsob4 b، -tcp? وmcpm و جزء مایع nab2bhpob4b با نسبت 4/0 = l/p تهیه شد. داروی آنتی بیوتیک جنتا مایسین سولفات با غلظت 80mg/2ml به نسبت 6:1 نیز به جزء مایع افزوده شد. پس از افزودن دارو، زمان گیرش اولیه برابر با 5 دقیقه و نهایی 15 دقیقه به دست آمد. استحکام فشاری نمونه های حاوی دارو نیز در زمان های مختلف انکوباسیون اندازه گیری شد که با گذشت زمان، تغییر معنی داری مشاهده نشد و در حدود mpa30-40 بود. ریزساختار ماده در سطح شکست نمونه ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مطالعه و افزایش یکپارچگی ساختار سیمانی با گذشت زمان مشاهده شد. مقدار داروی رها شده در محلول رینگر در زمان های مختلف اندازه گیری شد. بررسی ها نشان داد که میزان رهایش دارو در روز پانزدهم به مقدار بیشینه 35 درصد مقدار اولیه رسیده است. میزان تزریق پذیری سیمان قبل و بعد از افزودن دارو اندازه گیری و مشاهده شد حداکثر نیروی لازم برای خروج کامل خمیر سیمانی از سرنگn 350 می باشد. به علاوه، با افزودن دارو تزریق پذیری سیمان بهبود و با افزایش سرعت اکستروژن، تزریق پذیری کاهش می یابد.

در این پژوهش ابتدا شیشه زیستی با ترکیب سه جزیی sio2,p2o5, cao از روش سل-ژل تهیه شد. سپس با درصدهای مختلف هیدروکسی آپاتیت کامپوزیت گردید. از این ترکیب دوغاب سوسپانسیون پایدار تهیه شد و سپس فوم پلیمری از جنس پلی یورتان در داخل دوغاب غوطه ور گردید. پس از خشک شدن فوم آغشته شده به دوغاب سرامیکی در دمای محیط، نمونه ها تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند تا بخش پلیمری در اثر حرارت حذف شده و ترکیب یکنواختی از کامپوزیت تهیه شده بدست آید. سپس نمونه ها با انجام آزمون های مختلف پراش اشعه ایکس و الگوی طیف سنجی ir مورد بررسی قرار گرفتند و همچنین تصاویری از سطح داربست تهیه شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی تهیه گردید. در نتیجه عملیات حرارتی انجام گرفته، قسمتی از فاز شیشه کریستالیزه شده و به شیشه سرامیکی از نوع آپاتیت/ولاستونیت تبدیل شد. همچنین در اثر جانشینی سیلیکون به داخل ساختار هیدروکسی آپاتیت، ساختار متفاوتی به نام هیدروکسی آپاتیت سیلیکاتی به دست آمد. هر دو فاز شناسایی شده از نظر بیواکتیویتی بسیار مطلوب می باشند و در تقابل با مایع شبیه سازی شده بدن، تشکیل فاز آپاتیتی بر سطح نمونه ها در حد مطلوبی مشاهده گردید.

در این پژوهش، سنتز نانوذرات سولفید روی ذوب شده توسط مس به روش هم رسوبی و تاثیر ماده پایدار کننده سدیم تری پلی فسفات بر اندازه ذرات بررسی گردید. در بررسی پراش اشعه ایکس نمونه ها مشخص گردید که نانوذرات حاصل دارای ساختار کریستالین بلند روی می باشند اما به دلیل کوچک شدن اندازه ذرات، پیک ها پهن تر گردیده اند. در بررسی توسط میکروسکوپ الکترونی رویشی مشخص گردید که ذرات کاملا کرئی شکل هستند. اندازه ناوذرات در بررسی توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری در محدوده 30-6 نانومتر تخمین زده شد. مقایسه خواص نوری نمونه ها با ماده بالک بیانگر انتقال گسیل نوری این نانوذرات به طول موج های کمتر به دلیل کوچک شدن اندازه آن ها می باشد. سپس جهت بررسی خواص نوری نانوذرات در تماس با عوامل بیولوژیک، اتصال با گروه های فعال سطحی تیوگلایکولیک اسید برقرار گردید. بررسی خواص نوری کمپلکس حاصل پس از اتصال با بیوتین مشخص ساخت که با افزودن مقادیر بسیار کم بیوتین، شدت گسیل نانوذرات کاهش می یابد و با ادامه افزودن بیوتین، روند کاهش گسیل ادامه می یابد.

امروزه بیوسرامیکها به دلیل پایداری حرارتی و شیمیائی، استحکام و مقاومت به سایش بالا، ظاهر زیبا و مناسب و زیست سازگاری عالی از جایگاه رفیعی در کاربردهای ارتوپدی و دندانی، برخوردار هستند و در شکل های مختلفی نظیر تک کریستال، پلی کریستال، کامپوزیت و پوشش مورد استفاده قرار می گیرند. شیشه های بیواکتیو دسته بسیار مهمی از بیوسرامیکها را تشکیل می دهند. یک ماده بیواکتیو یا زیست فعال ماده ای است که توانایی تشکیل یک لایه پیوندی واسطه بین خودش و بافت زنده را دارد. در حقیقت حالت بیواکتیو یک حدواسط بین حالتهای انحلال وغیر فعال بودن سرامیک ها در محیط بیولوژیک می باشد. ترکیب شیمیائی شیشه های بیواکتیو اغلب دارای دو جزء ثابت cao و sio2 می باشند. ترکیبات دیگری نیز می توانند به جای این ترکیبات قرار گیرند. همچنین اجزاء گوناگون و مفید بسیاری نیز در کنار این ترکیبات به بهبود و افزایش قدرت بیواکتیویته شیشه های بیواکتیو کمک می کنند و یا در موضع مورد درمان، خواص درمانی مفیدی تولید می نمایند. در این میان ترکیبات منیزیم دار مثل اکسید منیزیم می تواند در انواع درمان ها و ترمیم های ارتوپدی و دندانی کاربرد مناسبی را به همراه خواص درمانی عالی، ایجاد نمایند. منیزیم از عناصر بسیار مفید در جلوگیری از پوکی استخوان می باشد که مکان های آسیب دیده استعداد بالایی برای ابتلا به آن را دارند. در این تحقیق از میان روش های مرسوم تهیه شیشه های بیواکتیو، روش سل-ژل، به دلیل ویژگی های منحصر به فرد روش، و خواص مطلوبی که به محصول نهایی می بخشد انتخاب گردید. ترکیبات بر اساس sio2-cao-p2o5 انتخاب شدند و مقادیر مختلفی از اکسید منیزیم (mgo) به آنها اضافه شدند و بیواکتیویتی بررسی گردید. بررسی ها بر اساس آنالیزهای ftir,xrd,sem و dta و tga انجام گرفتند. در نهایت مشاهده گردید حضور منیزیم تاثیر مخربی بر خواص بیواکتیویته و سینترینگ شیشه های بیواکتیو ندارد و تنها تشکیل فازهای کریستالین هیدروکسی آپاتیت را در فصل مشترک شیشه –محیط بیولوژیک با تاخیر روبه رو می سازد. با توجه به نیاز به حضور منیزیم در ترکیب شیشه های بیواکتیو، این تاخیر قابل تحمل و اغماض می باشد.

در این پروژه نانوکریستال نیمه هادی فسفرسنت سولفید روی دوپ شده با منگنز (zns:mn) جهت ساخت یک سنسور بیولوژیکی برای تعیین غلظت یک جزء بیولوژیک (آویدین) ساخته شده است. ساخت این نانو ذرات در سیستم میکروامولسیون آب در روغن (w/o) یا میسل معکوس انجام شده است. از تریتون ایکس-صد به عنوان پایدار کننده و ان-هگزانول به عنوان کمک پایدار کننده استفاده شده است. نانوکریستال های فسفر سنت به یک گروه فعال مثل مرکاپتواتانول متصل می شوند تا یک کمپلکس که توانایی برقراری اتصال با یک جزء بیولوژیکی قابل اندازه گیری مثل بیوتین را داشته باشد ایجاد شود. این کمپلکس از خود خصوصیات گسیلی مواد فسفرسنت را نشان می دهد و با افزایش غلظت بیوتین گسیل آن کاهش می یابد. البته ناگفته نماند که تاثیر دو نوع سطح فعال (مرکاپتواتانول و تیوگلیکولیک اسید) و دوپنت منگنز در غلظتهای متفاوت بر خصوصیات این نانو کریستال نیز مورد بررسی قرار گرفته است. آنالیز فازی نانوکریستالهای حاصل توسط دستگاه تفرق اشعه ایکس، آنالیز ریزساختاری آن توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری و خصوصیات نوری توسط دستگاه لومینسانس انجام گرفته است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

با بررسی و انجام آزمایش مقدماتی، معلوم شد که سیستم فریتی از قابلیت چسبندگی بالایی برخوردار می باشد و می تواند به عنوان باند برای اتصال دانه های ساینده به کار رود. در این راستا، فریت های آلومینوبوروسیلیکاتی، بورو سیلیکاتی باریم دار و بوروسیلیکاتی دارای قدرت اتصال بالاتری نسبت به دو نوع دیگر می باشد که این موضوع ناشی از سازگاری ضریب انبساط حرارتی آن با دانه ساینده، استحکام ذاتی بالا، کشش سطحی مناسب و عدم تشکیل فاز بلوری در حین سرد شدن می باشد. در ادمه قابلیت براده برداری آلومینای گداخته سفید و آلومینای گداخته قهوه ای با هم مقایسه شده و با انجام آزمایش ، مکانیسم عمکرد ساینده های مذکور شناسایی می شوند که نتایج بدست آمده در پایان نامه آورده شده اند. در انتها با استفاده از فریت آلومینوبوروسیلیکاتی و آلومینای گداخته سفیدو با بهره گیری از استحکام خمشی، به روش مقایسه ای ترکیب فازی (ساینده، باند، تخلخل) سنگ های مورد نظر بدست می آید.

ترکیبات کلسیم فسفاتی به عنوان مواد اولیه و آمونیاک به عنوان تنظیم کننده ‏‎ph‎‏ به روش رسوبگیری از محلول تهیه شد. تاثیر عواملی چون ‏‎ph‎‏ محلولهای واکنش کننده ، درجه حرارت ، نسبت ‏‎ca/p‎‏ واکنشگرها ، غلظت محلولهای واکنش کننده، شستشوی رسوب و زمان همزدن رسوب بر ترکیب ، ساختار و نسبت ‏‎ca/p‎‏ محصولات با استفاده از تکنیکهای ‏‎xrd‎‏، ‏‎irs‎‏ و ‏‎icp‎‏ مورد بررسی قرار گرفته است و شرایط بهینه برای تشکیل فازهای کلسیم فسفاتی ، به ویژه هیدروکسی آپاتیت ، مشخص گردیده است.

در این پژوهش رفتار تبلور شیشه های سیستم ‏‎sio2-cao-mgo‎‏ مورد بررسی قرار گرفته است.

در این پایان نامه سعی شده است تا به سنتز کلینکر سیمان انبساطی تیپ ‏‎k‎‏ و بررسی عوامل موثر در سنتز آن پرداخته شود. برای این منظور موارد مختلفی چون آنالیز فازی کلینکر ، بدست آوردن دمای بهینه پخت، نحوه مناسب آماده سازی نمونه، اثر نحوه سرد کردن در تشکیل فاز ، اثر تغییر در استوکیومتری ، اثر ناخالصی ها و مینرالایزرها، تعیین دمای تشکیل ، انرژی اکتیواسیون ظاهری و آنالیز کمی مورد بررسی قرار گرفته است.

در کار حاضر، بدنه های نیترید آلومینیومی توسط فرآیند پیوند واکنشی (‏‎rban‎‏) تهیه گردیده است. نمونه های مورد آزمایش از اختلاط پودر ‏‎ain‎‏ با درصدهای مختلف وزنی پودر فلزی ‏‎al‎‏ با دو موفولوژی پولکی و ذره ای و متوسط اندازه ذرات 10،20،30 و 40 میکرومتر تهیه و در کوره تیوبی در اتمسفر نیتروژن نیتریده گردیده است.نتایج نشان می دهد که در محدوده 25-15 درصد وزنی پودر فلزی بیشترین درصد تبدیل پودر ‏‎al‎‏ به فاز ‏‎ain‎‏ به دست می آید.اندازه گیری هدایت حرارتی نمونه ها نشان داد که هدایت حرارتی بدنه های ساخته شده با پودر فلزی با مورفولوژی پولکی با افزایش دما کاهش یافته ، در حالی که در بدنه های ساخته شده با پودر فلزی با مورفولوژی ذره ای هدایت حرارتی افزایش می یابد.

از لایه نشانی الکتروفورتیکی به عنوان یک روش کم هزینه ، به منظور تهیه ایمپلانتهای فلزی دارای پوشش هیدروکسی آپاتیت استفاده شد. با توجه به نتایج آزمایشات مشخص شد که لایه نشانی پودر ‏‎hap‎‏ بر روی کاتد انجام می شود.اثر پارامترهای مختلف نظیر ولتاژ اعمالی ، زمان لایه نشانی و غلظت سوسپانسیون بر روی وزن نشست و جریان الکتریکی مورد بررسی قرار گرفت.مطابق وزن نشست با این متغیرها به صورت خطی تغییر می کند. همچنین جریان الکتریکی به طور خطی دراثر افزایش ولتاژ افزایش می یابد اما در غلظتهای مختلف سوسپانسیون تقریبا ثابت می ماند. در اثر استفاده از فلزات با جنس مختلف به عنوان پایه، تفاوتی در رفتار نشست پودر ‏‎hap‎‏ مشاهده نشد.عملیات حرارتی بوسیله یک کوره الکتریکی تیوبی در اتمسفر گاز آراگون با حداکثر دمای حدود 1200درجه سانتیگراد انجام شد. با استفاده از روشهایی نظیر ‏‎xrd‎‏ و ‏‎sem‎‏ تحولات فازی نمونه های سینتر شده و همچنین ریزساختار و مورفولوژی لایه های خام و سینتر شده مورد مطالعه قرار گرفت.

سیستم شبه دو تایی ‏‎bi2te3-sb2te3‎‏ از نیمه رساناهایی است که برای ساخت قطعات ترموالکتریک دمای پائین بسیار مناسب است، لذا بررسی خواص ترموالکتریک آلیاژهای این سیستم برای توسعه کاربردهای آن ضروری بنظر می رسد. در این پژوهش آلیاژهای گوناگون سیستم ‏‎bi2te3-sb2te3‎‏ با استفاده از مواد اولیه ‏‎bi‎‏، ‏‎te‎‏ و ‏‎sb‎‏ با خلوص بسیار بالا در کپسول کوارتزی تهیه شد.

ایلیمیت یا سولفو آلومینات کلسیم فاز بلورین موجود در سیمانهای انبساط کننده می باشد. پر کردن تخلخلها و حذف ترکهای بتن به همراه افزایش تافنس و کاهش نفوذپذیری و در نتیجه افزایش دوام بتن از جمله محاسن این نوع سیمانها می باشد. برای سنتز ایلیمیت روشهای اختلاط مواد اولیه اکسیدی و خشک کردن انجمادی نمکهای محلول مورد بررسی قرار گرفتند .اثر متغیرهای فرآیند سنتز مانند دما، زمان و سرعت سرمایش و همچنین تاثیر افزودنیها بر تشکیل ایلیمیت گزارش شده است.

دراین تحقیق اثر عامل ‏‎ph‎‏ بر تشکیل رسوب کلسیم فسفاتها در چهار نسبت مولی ابتدایی ‏‎ca/p‎‏ بررسی شده است.

درکار حاضر با استفاده از پودر دی اکسید تیتانیوم با درجه خلوص 5/98درصد پس از طی مراحلی چند بهترین دمای پخت 1350درجه سانتیگراد برای زمان 2 ساعت بدست آمد. نمونه ها پس از پخت در این دما، به حدود 99درصد چگالی تئوری خود رسیدند و سپس از نظر خواص مکانیکی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاصل از آزمایشها نشان می دهند که در اثر عملیات حرارتی و ایجاد هدایت الکتریکی ، تغییر چندانی در خواص به وجود نمی آید.

فرآیند کاربوترمال یکی از روشهای اقتصادی جهت تولید نیتریدبورهگزاگونال می باشد. در کار حاضر پارامترهای موثر در تهیه این ماده از طریق احیا و نیتریداسیون اسیدبوریک توسط کربن اکتیو و گاز نیتروژن مورد بررسی قرار گرفت.

در این پژوهش ابتدا با افزودن اکسیدهای مختلف به شیشه های انتخابی خانواده ‏‎zno-al2o3-sio2‎‏ شیشه -سرامیکهای محلول جامد بتاکوارتز و گانیت به ترتیب با ضرایب انبساط حرارتی تهیه شدند.

سیمانهای گلاس آیونومر از دو قسمت پودر و مایع تشکیل می شوند. قسمت پودری نوعی شیشه کلسیم فلوئور و آلومینو سیلیکاتی و قسمت مایع، پلیمر اشتراکی از مونومرهای اکریلیک، مالئیک و ایتاکونیک می باشد. شیشه از ذوب مخلوط همگن پودرهای سیلیس، آلومینا، آلومینیوم فسفات و فلوریدهایی چون کلسیم، سدیم و آلومینیوم در دمای 1350درجه سانتیگراد و سرمایش سریع مذاب تهیه شد و با استفاده از آسیاب اندازه ذرات به زیر 37میکرون رسید.مایع از پلیمریزاسیون مونومرها، با استفاده از آمونیوم پرسولفات به عنوان آغازگر و ایزوپروپانل به عنوان عامل انتقال دهنده زنجیره از روش امولسیون تهیه شد. سیمانهای تهیه شده از مایعات مختلف خواص متفاوتی را نشان می دهند، برای توجیه این خواص وزن مولکولی پلیمرها اندازه گیری شد. مشخص شد که زمانهای طولانی پلیمریزاسیون ، موجب تخریب ساختمان پلیمر شده و سیمانهای تهیه شده از آنها خواص مطلوبی ندارند. اثر غلظت پلی اسید روی خواص سیمان بررسی شد. همچنین پایداری مایعات در مقابل ژلاسیون اندازه گیری شد. در نهایت شرایط بهینه برای تهیه سیمان به دست آمد.

پودر اکسیدآلومینیم به روش خشک کردن انجمادی ‏‎freez drying‎‏ و با استفاده از نمک سولفات آلومینیم تهیه شده و تاثیر غلظت محلول اولیه و دمای انجماد محلول بر روی موفولوژی پودر آلومینای تهیه شده در فرآیند خشک کردن انجمادی مورد مطالعه قرار گرفت. سولفات آلومینیوم هیدراته با غلظت های مختلف در آب مقطر حل شد و محلولهای به دست آمده در فشار پائین خلا، هگزان سرد شده و نیتروژن مایع منجمد شدند و بعد از 24 ساعت ماندن در خلا خشک گردیدند. سپس گرانولهای خشک شده برای رسیدن به فازهای آلومینای آلفا و غیر آلفا کلسینه شدند. شرایط تهیه پودرها کاملا یکسان انتخاب شده و تنها پارامترهای غلظت محلول و دمای انجماد محلول به طور جداگانه تغییر پیدا کردند و در نهایت مورفولوژی پودر آلومینای به دست آمده به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی ‏‎sem‎‏ مورد مطالعه قرار گرفت.

بتون سبک محصولی ساختمانی، عایق حرارت و صوت، مستحکم و مقرون به صرفه از نظر هزینه تولید است که می باشد. استفاده از آن باعث کاهش هزینه های گرمایش و سرمایش منازل و تاسیسات صنعتی و افزایش سرعت نصب و ساخت آنها می گردد. مواد اولیه لازم برای تولید این محصول شامل بایندرهایی چون سیمان، آهک و گچ و پرکننده هایی چون سیلیس و سرباره و پودر‏‎al‎‏ به عنوان عامل حباب زا می باشد. شیوه تولید آن قالبگیری دوغاب و پخت در اتوکلاو می باشد. یکی از مشکلات تولید این محصول جوشیدن و نشست خمیر در مرحله قبل از اتوکلاو (پیش پروراندن) می باشد. جهت بررسی این پدیده ها محصولات واکنش از روشهای حجم سنجی، ‏‎sta‎‏ و ‏‎xrd‎‏ مورد شناسایی قرار گرفت. مکانیسم واکنش از طریق میکروسکوپ نوری تعیین شد. از طریق رسم منحنی های درصد انبساط -زمان معادله و پارامترهای کینتیکی واکنش به دست آمد و اثر چند افزودنی مشخص شد. با توجه به مشاهدات میکروسکوپ نوری مدلهایی برای پدیده های جوشیدن و نشست ارائه گردید.

سیالونها موادی مهندسی هستند که در سیستم چهار عنصری ‏‎si-al-o-n‎‏ متبلور می شوند. در این تحقیق سنتز سیالون از مواد اولیه ارزان قیمت به طریقه احیا و نیتریداسیون همزمان رس مورد بررسی قرار گرفت.به عنوان ماده اولیه از رسهای قره آغاج، زنوزسوپر، و ‏‎ecc‎‏ استفاده گردید و برای پیگیری روند استحاله از دستگاههای ‏‎xrd,sem,sta‎‏ و ‏‎psa‎‏ کمک گرفته شد.در بررسی های نسبتا جامع ‏‎xrd‎‏ بر روی سیالون سنتزی علاوه بر جنبه نیمه کمی ، تغییر کیفی سیالون هم در طی روند استحاله مورد تحقیق قرار گرفت. در ادامه روند تحقیق ، اثر اسیدشویی هم مورد پژوهش قرار گرفت.

این تحقیق ساخت رنگدانه صورتی (کرال) بر پایه زیرکون-آهن با استفاده از مینرال زیرکون به عنوان ماده اولیه مورد بررسی قرار گرفت.برای تجزیه زیرکون از مخلوط هیدروکسیدهای قلیایی سدیم و پتاسیم و برای ایجاد رنگ از آهن ‏‎iii‎‏ کلرید استفاده شد.