22511

سنتز نانوكامپوزيت بريديجيت تقويت شده با گرافن براي كاربرد در مهندسي بافت استخوان

كارشناسي ارشد

مهندسي نانوفناوري - نانو مواد

98-99

1399/3/11

دكتر سيد مرتضي نقيب

فناوري هاي نوين

سراميك بريديجيت (〖〖ca〗_7 mgsi〗_4 o_16 ,Br)، يك مادۀ زيست فعال اميدوار كننده براي مهندسي بافت استخوان، به ويژه در تعمير نواقص استخواني است. با اين حال، سختي و مقاومت مكانيكي پايين بريديجيت، كاربرد آن را در شرايط بارگيري و استفاده هاي مختلف محدود مي¬كند يافته هاي اخير حاكي از زيست سازگاري اميدوار كننده گرافن است كه از آن مي¬توان به عنوان يك افزودني براي بهبود خواص مكانيكي و زيستي كامپوزيت¬ها استفاده كرد. در اين پژوهش گرافن در حضور پروتئين آلبومين گاوي به روش هامرز و بريديجيت به روش سُل ـ ژل سنتز شدند. اضافه كردن گرافن به بريديجيت مدول الاستيك، سختي و چقرمگي شكست آن را به طور قابل ملاحظه¬اي بهبود بخشيد. گرافن در سه نسبت وزني 5 % ، 1 و 2 درصد با بريديجيت به روش اختلاط فيزيكي مخلوط شدند. مكانيسم¬هاي سختي مختلفي از جمله پل زدن و انحراف شكاف و ترك و خارج شدن گرافن اكسيد مشاهده شد، بنابراين مقاومت در برابر انتشار ترك افزايش يافته و منجر به بهبود در چقرمگي شكست مي¬شود. روش¬هاي پراش پرتوايكس (xRD)، ميكروسكوپ¬هاي الكتروني روشبي (SEM) و الكتروني روشبي گسيل ميداني (FESEM)، ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM)، طيف سنجي رامان (Raman) و طيف سنجي تبديل فوريه فروسرخ (FTIR) براي مطالعه و بررسي مورفولوژي و ساختار نانو پودرها و نانوكامپوزيت¬ها مورد استفاده قرار گرفتند. همچنين براي تجزيه و تحليل رفتار حرارتي بريديجيت از آتاليز حرارتي همزمان (STA) براي سنجش وزن حرارتي (TGA) و حرارت تفاضلي (DTA) استفاده شد. براي توزيع اندازه ذرات و اندازه ذرات بريديجيت از آناليز پراكندگي ديناميكي نور (DLS)و براي پايداري محلول گرافن و بريديجيت از آناليز پتانسيل زتا استفاده شد. زيست سازگاري نانوكامپوزيت بريديجيت گرافن اكسيد با استفاده از روش سنجش تست سلولي، متيل تيازول تترازوليوم (MTT) در شرايط آزمايشگاهي مشخص و نشان داد كه رشد و تكثير سلول استخواني به طور قابل توجهي بيشتر شده است. نتايج چسبندگي سلولي نشان داد كه سلول¬هاي استئوبلاست (استخوان) جي 292 مي-توانند در نانوكامپوزيت بريديجيت گرافن اكسيد بچسبند و در آن توسعه پيدا كنند. علاوه بر اين، سرعت تكثير و فعاليت آلكالين فسفاتاز (ALP) سلول در نانوكامپوزيت بريديجيت/ گرافن اكسيد در مقايسه با سراميك خالص بريديجيت بهبود يافته است. اين نتايج نشان مي¬دهد كه نانوكامپوزيت بريديجيت/ گرافن اكسيد مواد اميدوار كننده‌اي براي كاربردهاي پزشكي هستند.

1399/07/13

Synthesis of graphene-reinforced bredigite nanocomposite for use in bone tissue engineering

6/1/2021 12:00:00 AM

Ceramic Bredigite ( 〖〖ca〗_7 mgsi〗_4 o_16 ,Br،(is a promising bioactive material for bone tissue engineering, especially in repairing bone defects. However, the low hardness and mechanical strength of Bredigite limits its use in loading and use conditions. Recent findings suggest a promising biocompatibility of graphene, which can be used as an additive to improve mechanical properties. And used the bio of composites. In this study, graphene was synthesized in the presence of bovine albumin protein by Hammers and Bridgetite by sol-gel method. Adding graphene to the elastic modulus of brevity significantly improved the stiffness and toughness of its failure. Graphene in three weight ratios of 5%, 1 and 2% was mixed with bradycetes by physical mixing method. Various hardening mechanisms have been observed, such as bridging the gaps and cracks and leaving the graphene oxide out, thus increasing the crack propagation resistance and leading to improvements in fracture toughness. X-ray diffraction (XRD), electron microscopy (SEM) and field emission electron microscopy (FESEM), transit electron microscopy (TEM), Raman spectroscopy, and FTIR spectroscopy (FTIR) spectroscopy. And morphology and structure of nanopowder and nanocomposites were used. Simultaneous thermal analysis (STA) was used to measure thermal weight (TGA) and differential heat (DTA) to analyze the thermal conductivity of Bredigite. Dynamic light scattering (DLS) analysis was used to distribute the particle size and particle size, and Zeta potential analysis was used to stabilize the graphene and bradygite solution. The biocompatibility of graphene oxide nanocomposite using cellular test methods, methyl thiazol tetrazolium (MTT) in laboratory conditions, showed that bone cell growth and proliferation were significantly increased. The results of cell adhesion showed that the G 292 osteoblasts (bone) cells could adhere to and develop in the bradycardia nanocomposite graphene oxide. In addition, the rate of cell proliferation and activity of alkaline phosphatase (ALP) in the nanocomposite bradygite / graphene oxide has improved compared to the pure ceramic of bradygite. These results suggest that nanocomposite briquette / graphene oxide is a promising material for medical applications.