11383

11383

بررسي اثرات دوپ عناصر روي و نقره در نانوكامپوزيت 2 HA/TiO تهيه شده به روش سل-ژل

كارشناسي ارشد

مواد - مهندسي پزشكي - بيومواد

آبان ماه 1390

آبان ماه 1390

دكترسيدمحمد حسينعلي پور - دكتر حميدرضا رضايي

مهندس پدرام مهديزاده تهراني

چكيده مدتهاست كه از كاشتني هاي فلزي به عنوان فيكساتورهاي ارتوپدي استفاده مي شود ولي به دليل نفوذپذيري بسيار كم فلزات و آلياژهاي بكار رفته و نيز اختلاف شيميايي و بيولوژيكي با بافت سخت، امكان نفوذ بافت زنده درون كاشتني كه لازمه برقراري اتصال پايدار بين بافت و كاشتني است، فراهم نمي آيد و در نتيجه سريعاً كاشتني در اثر استفاده كهنه و فرسوده شده و جراحي هاي مكرر و گرانقيمت ضروري مي گردد. جهت حل اين مشكل از پوشش هاي بيوسراميكي به دليل خواص مناسب زيستي استفاده شده است. در اين بين پوشش نانوكامپوزيتي هيدروكسي آپاتيت-دي اكسيد تيتانيوم بر روي فولاد L316، تهيه شده با روش سل-ژل كاربرد فراواني دارد. فولاد L316 به عنوان فلز زيرلايه به دليل قيمت پايين و زيست سازگاري مناسب انتخاب شده است. در تحقيقات ثابت شده كه پوشش نانوكامپوزيتي هيدروكسي آپاتيت - دي اكسيد تيتانيوم با نسبت 80-20 داراي خواص ضد سميت و عملكرد بهتري بوده و امكان تثبيت بهتر كاشتني را فراهم مي آورد. با اين وجود ايجاد عفونت در اثر ورود جسم خارجي به بدن و فراهم آمدن سطح مناسب براي اتصال و تكثير باكتري ها از مشكلات رايج در ارتباط با كاشتني هاي ارتوپدي است كه مي تواند منجر به شل شدن كاشتني و لزوم جراحي مجدد براي خارج كردن آن گردد. در اين تحقيق سعي شده تا با وارد كردن يون هاي فلزي روي و نقره كه خواص ضدباكتريايي آن ها ثابت شده است در ساختار پوشش نانوكامپوزيتي هيدروكسي آپاتيت-دي اكسيد تيتانيوم، خواص ضدباكتريايي اين پوشش را ارتقاء داد، ضمن اين كه سميت كمتري نيز ايجاد شود. درصد وزني مناسب براي جايگزيني نقره در ساختار 1%، و براي روي 5/2% انتخاب گرديد. دماي بهينه براي عمليات حرارتي oC600 انتخاب گرديد. جهت بررسي ساختار پوشش هاي سنتز شده و اثبات حضور عناصر در آن، آزمون هاي XRD، FT-IR،EDX وMAP انجام پذيرفت. مشخصات ظاهري پوشش با آزمون SEM مشخص شد. براي نشان دادن نحوه توزيع فازها، عمق پوشش دهي و دستيابي به تصاويري سه بعدي از پوشش از آزمون AFM بهره گرفته شد. آزمونMTT براي بررسي و مقايسه ميزان سميت ايجاد شده توسط پوشش ها انجام گرفت. براي نشان دادن چگونگي توزيع سلول هاي استئوبلاست چسبيده روي سطح پوشش و تعيين مورفولوژي سلول، آزمون SEM صورت گرفت. آزمون ضدباكتريايي با عصاره گيري از سوسپانسيون باكتريايي باكتري هاي E. Coli و MRSA كه به طور مستقيم در معرض سطح پوشش ها قرارگرفته بودند، انجام و سپس يك بار اين آزمون تحت اشعه فرابنفش انجام شد. نتايج آزمون سميت سلولي نشان داد پوشش نانوكامپوزيتي حاوي دوپ يون هاي نقره و روي با درصدهاي مذكور نسبت به ساير پوشش هاي آزمون داراي نتايج بهتري مي باشد. نتايج آزمون ضدباكتريايي نيز مشخص كرد پوشش نانوكامپوزيتي حاوي يون هاي نقره دوپ شده در ساختار، در شرايط بدون حضور اشعه فرابنفش و پوشش حاوي دي اكسيد تيتانيوم خالص تحت اين اشعه، نسبت به ساير پوشش ها داراي نتايج بهتري بود. در نهايت اين تحقيق تأثير مثبت دوپ يون هاي فلزات روي و نقره را در پوشش نانوكامپوزيتي هيدروكسي آپاتيت - دي اكسيد تيتانيوم از نظر دستيابي به ويژگي هاي مورفولوژيكي مناسب و خواص ضدسميت و ضدباكتريايي بهتر پوشش در جهت كاربرد به عنوان كاشتني هاي ارتوپدي تأييد كرد. واژه‌هاي كليدي: نانوكامپوزيت 2HA/TiO، ضد باكتريايي، دوپ كردن، سميت سلولي