شماره ركورد
27065
پديد آورنده
ارش قلندرزاده
عنوان
مطالعه تأثير اصلاح سطح زيركونيا توسط ليزر بر خواص زيست فعالي و آنتيباكتريال آن
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مواد سراميك
سال تحصيل
1398
تاريخ دفاع
1401/6/29
استاد راهنما
دكتر جعفر جوادپور
استاد مشاور
منيره گنجعلي
دانشكده
مهندسي مواد و متالورژِي
چكيده
در دهههاي اخير، سراميكهاي زيركونيايي پايدار شده با سه درصد مولي ايتريا، به صورت گسترده به عنوان مواد ترميمي براي ساخت پروتزهاي دنداني مورداستفاده قرار گرفته و به دليل خواص ويژه آن توجه بسياري را به خود جلب كرده است. با اينحال، مشكلاتي مانند التهاب باكتريايي اطراف كاشتني، زيست خنثايي و عدم توانايي سطح آن در اتصال با بافت زنده كاربرد باليني پروتزهاي دنداني زيركونيايي را با چالشهاي فراواني همراه كرده است. بنابراين، استفاده از ليزر جهت اصلاح سطحي كاشتنيهاي سراميكي زيركونيايي، ضمن بهبود خواصي مانند پاسخ سلولي، عملكرد ضدباكتريايي و زيستفعالي روشي كمهزينه، قابلاعتماد و تكرارپذير را پيشنهاد ميكند.
در اين پژوهش، اصلاح سطح نمونههاي زيركونيايي با استفاده از ليزر دياكسيدكربن موج پيوسته انجام شده و اثرات ريزبافتهاي ايجادشده بر خصوصيات سطح، ازجمله ترشوندگي، زبري، سختي، چسبندگي باكتريايي، پاسخهاي سلولي و خواص آنتيباكتريالي سراميكهاي زيركونيا با استفاده از آناليزهاي فازي، ريزساختاري، سطحي مورد ارزيابي قرار گرفت. همچنين، اثر بر فعاليت زيستي در نمونههاي اصلاح سطح شده با ليزر با بررسي رفتار آنها در زمان غوطهوري در محلول شبيهسازي بدن موردمطالعه قرار گرفت. بررسيها نشان دادند كه تشكيل فاز هيدروكسي آپاتيت در نمونههاي اصلاح سطح شده با ليزر در مقايسه با نمونه كنترل زيركونيا بسيار يكنواختتر بود. پس از اصلاح سطح توسط ليزر، بهبود در مقادير سختي نيز مشاهده شد. نتايج نشان ميدهد كه معرفي ريزبافتها ميتواند تماس جامد - مايع سطح زيركونيا را تغيير دهد و درنتيجه بر ترشوندگي آن تأثير ميگذارد. قابليت ترشوندگي يك عامل تعيينكننده است كه رفتار ضدباكتريايي سراميك زيركونيا بافتدار را تعيين ميكند. يك سطح آبگريز براي جلوگيري از چسبندگي، گسترش و تكثير باكتريها سودمندتر است و درنتيجه به عملكرد ضدباكتريايي عالي دست مييابد. اثرات متقابل سلول - سطح به مدت 7 روز بر روي سطوح اصلاح شده با ساختار نانو و نمونه كنترل با سلولهاي استئوبلاست استخواني (MC3TC-E1) ارزيابي شد. توپوگرافيهاي سطحي براي بهبود پاسخ سلول با افزايش فعاليت متابوليك در مقايسه با نمونه اصلاح سطح نشده و تنظيم مورفولوژي سلول تا 7 روز نشان دادند. نتايج بهدستآمده نشان ميدهد كه اصلاح سطح ليزري ميتواند يك روش غيرتماسي مناسب براي طراحي و تنظيم ميكرو بافتهاي سطحي در مقياس نانو و ميكرو براي بهبود پاسخ سلولي سراميك زيركونيا و خواص ضدباكتريايي در دندانپزشكي ترميمي باشد.
تاريخ ورود اطلاعات
1401/07/09
عنوان به انگليسي
The evaluation of prepared microstructure pattern by carbon-dioxide laser on zirconia-based ceramics for dental implant application: An in vitro study
تاريخ بهره برداري
9/20/2023 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
ارش قلندرزاده
چكيده به لاتين
3 mol% yttria stabilized zirconia (3YSZ) ceramics have been gaining attention as promising restorative materials that are extensively used in dental implant applications. However, implant failure due to bacterial infection and its bioinert surface slow osseointegration in vivo, which is significant issue in the clinical application of zirconia prostheses. In this work, surface modification was achieved using a continuous wave carbon dioxide (CO2) laser at a wavelength of 10.6 µm in an air atmosphere. Changes in the surface characteristics and mechanical properties were evaluated using X-ray diffraction (XRD), field-emission scanning electron microscopy (FESEM), atomic force microscopy (AFM), and 2D roughness and hardness tests. The bioactivity of the laser-modified samples was studied by examining their behavior when immersed in the SBF solution. The formation of the hydroxyapatite phase on the laser-treated sample was much more uniform than that of its untreated counterparts. The antibacterial properties of surface-treated zirconia ceramics against Streptococcus mutans (S.mutans) and Escherichia coli (E. coli) bacteria were rigorously examined. These results indicate that the laser-induced nanoscale grooves significantly affected the wettability and hydrophobicity of the surface of zirconia samples. A hydrophobic surface is more favorable for inhibiting the adhesion, growth, and reproduction of bacteria and thus achieves excellent antibacterial performance. Cell-surface interactions were evaluated for 7 days on microtextures on the zirconia surfaces and an untreated sample with MC3T3-E1 pre-osteoblast cell line cultured under basal conditions. Surface topography was revealed to improve the cellular response with increased metabolic activity compared to the untreated sample and showed modulation of cell morphology for the entire time. These results suggest that laser modification can be an appropriate non-contact method for designing and adjusting micro-and nanoscale microtextures to improve the biological response and antibacterial behavior of zirconia ceramics in restorative dentistry.
كليدواژه هاي فارسي
اصلاح سطح توسط ليزر , كاشتني زيركونيايي , فعاليت ضدباكتريايي , فعاليت زيستي , سختي
كليدواژه هاي لاتين
Laser Surface Modification , Zirconia , Antibacterial Activity , Bioactivity , Hardness , Cell Adhesion
Author
Arash Ghalandarzadeh
SuperVisor
Prof. Jafar Javadpour