18394

۱۸۳۹۴

ساخت و بررسي خواص داربست هاي شيشه سراميكي سيستم P2O5-CaO(SrO-ZnO)- Na2O-SiO2-TiO2

كارشناسي ارشد

مهندسي پزشكي - بيومواد

بهمن ۱۳۹۶

دكتر بيژن افتخاري يكتا - دكتر عليرضا خاوندي

مواد و متالورژي

به منظور بررسي اثر جايگزين كردن اكسيد استرانسيم و روي به جاي كلسيم، بر شيشه پايه فسفاتي پايدار شده با تيتانيوم شيشه هايي در سيستم زير با روش ذوب بدست آمد. .42P2O5-[30/5-(x+y)]CaO-17/5Na2O-5SiO2-5TiO2-xSrO-yZnO (x=3/05, 7/62, 15/25) و(y=0/3, 0/76, 1/52) رفتار زينتر شدن اين شيشه ها با بررسي چگالي توده اي، نسبي، درصد جذب مايع و تخلخل هاي باز مورد بررسي قرار گرفت. دماي 600 درجه سانتي گراد به عنوان دماي زينتر تمامي تركيبات انتخاب گرديد؛ كه از بين تمامي تركيبات، تركيب حاوي به ترتيب 3 و 3/0 درصد اكسيد استرانسيم و روي بهترين زينتر پذيري را داشت. در ادامه با استفاده از پراش پرتو ايكس رفتار تبلور اين شيشه ها بررسي گرديد. بر اساس نتايج حاصله در حاليكه استرانسيم باعث تبلور فاز آلفا كلسيم پيروفسفات در شيشه سراميك هاي حاصل شد. اكسيد روي در فاز شيشه باقي ماند كه با توجه به مقدار كم اكسيد روي انتظار ديگري نمي رفت. به منظور بررسي رفتار انحلال و قابليت تشكيل هيدروكسي آپاتيت شيشه سراميك هاي حاصل، قرص هايي از اين تركيبات به مدت 3، 5، 7، 14 و 28 روز در محلول شبيه سازي بدن غوطه ور شدند. افزايش درصد اكسيد هاي استرانسيم و روي افزايش انحلال شيشه سراميك ها را در پي داشت كه با بررسي تغييرات pH محلول مشخص شد كه آنها كاهش pH بيشتري را به دنبال انحلال تجربه كردند. اندازه گيري غلظت يون كلسيم رهايش يافته توسط دستگاه ICP درك كامل تري از انحلال و تشكيل جوانه هاي شبه آپاتيت را در پي داشته. تركيبات حاوي استرانسيم و روي در ابتداي غوطه وري با كاهش غلظت كلسيم همراه بودند. بر اساس پژوهش هاي گذشته مي توان آن را به مصرف كلسيم در پي تشكيل جوانه هاي شبه آپاتيت نسبت داد. با بررسي سطح نمونه هاي غوطه ور شده توسط SEM مشخص شد كه در ابتداي غوطه وري تمامي تركيبات شاهد جوانه زني هيدروكسي آپاتيت بودند اما به دنبال انحلال زيرلايه، از سطح جدا شدند. تركيبي كه در آن 25 و 5/2 درصد مولي كلسيم به ترتيب توسط استرانسيم و روي جايگزين شده بود در پايان غوطه وري شاهد جوانه هاي رشد يافته ي آپاتيت بوده و از اين حيث بهترين نتيجه را به دنبال داشت. در نهايت داربست هايي با استفاده از موي انسان به عنوان الگو فدا شونده ساخته شد كه تا 5/66 درصد تخلخل داشتند و تصاوير SEM حاكي از اندازه ي مناسب و اتصال آنها به هم بود. واژه هاي كليدي: شيشه هاي فسفاتي، استرانسيم، روي، داربست، كلسيم پيروفسفات

1396/11/08

1/28/2018 12:00:00 AM

Phosphate base glasses in the system of P2O5-CaO-Na2O-TiO2-SiO2 was obtained by melt quench method. For evaluating the effect of substitution of strontium and zinc for calcium, different amounts of these elements were doped to the parent glass. Differential thermal analysis and x-ray diffraction were done for understanding the thermal and crystallization behavior of parent glass. Sintering behavior of glasses were determined by evaluating bulk density, liquid absorption percentage and open porosity percentage. Optimum sinter temperature was 600c based on these parameters. calcium pyrophosphate was the main crystalized phase Based on XRD results for all sintered glasses at 600c⁰. Phase transformation of calcium pyrophosphate was observed from beta to alpha by replacing strontium. For evaluating chemical stability of all glasses simulated body fluid were used. pH changes of solution and weight loss percentage of samples were measured then Ion concentration of the solutions were measured by ICP. Based on in-vitro observations increasing the amount of strontium and zinc leads to intensifying the dissolution rate. All glasses have the hydroxyapatite nucleation formation on their surface for three days of SBF soaking but based on dissolution of surface layer they were dissolved in the solution after 28 days. The composition which 25 and 2.5 percent of calcium were substituted by strontium and zinc respectively showed the moderate dissolution rate and grown HA nucleation was observed by SEM. Scaffolds with different porosity were obtained by Combination of human hair and glass powder after sintering the composite. Open porosities with pore size in the range of 100-500 micrometer were obtained which is agreeable for bone tissue engineering. Keywords: phosphate based glasses, strontium, zinc, Hydroxyapatite, calcium pyrophosphate, scaffold