12956

12956

ساخت كامپوزيت پلي اتيلن با وزن مولكولي بالا/ پلي اتيلن با دانسيته بالا و نانو ذرات هيدروكسي آپاتيت و بررسي خواص مكانيكي و زيست سازگاري آن در محيط in vitro

كارشناسي ارشد

مواد - بيو مواد

فروردين 1393

فروردين 1393

دكتر عليرضا خاوندي -دكتر جعفر جوادپور

دكتر محمدرضا نعيمي جمال- دكتر جلال ايزدي مباركه

چكيده نانوكامپوزيت ارتوپديك پلي¬اتيلن با دانسيته بالا، پلي¬اتيلن با وزن مولكولي بالا و نانو ذرات هيدروكسي آپاتيت (HDPE/UHMWPE/nHA) بيوموادي است كه نسبت به كامپوزيت HDPE/HA و UHMWPE/HA از خواص مطلوب¬تري برخوردار است. اين نانوكامپوزيت با الگوگرفتن از تركيب استخوان و با هدف بكارگيري در بافت¬هاي استخواني ساخته شد. اين نانوكامپوزيت بمنظور بررسي قابليت استفاده و بكارگيري بعنوان ماده جايگزين استخوان، انتخاب شده است. آزمون كشش و آزمون¬هاي بيولوژيكي در محيط in vitro روي اين ماده زيستي صورت گرفت. در اين تحقيق ابتدا، نانو ذرات هيدروكسي¬آپاتيت (HA) از پيش ماده¬هاي P2O5 و Ca(NO3)2.4H2O با روش سل- ژل، سنتز شد. بررسي¬هاي انجام شده با ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، آناليز پراش پرتو ايكس (XRD) و به كمك طيف مادون قرمز تبديل فوريه (FTIR) نشان دهنده¬ي خلوص بالا، اندازه¬ي ذرات كوچكتر از nm 100 و با شكل تقريباً كروي مي¬باشد.كامپوزيت با زمينه¬ي پليمري و نانو ذرات هيدروكسي¬آپاتيت بعنوان تقويت كننده به كمك روش اختلاط در فاز مذاب با دستگاه مخلوط¬كن داخلي با مقادير مختلف 5، 10، 15 وwt.%20 از نانو ذرات هيدروكسي¬آپاتيت، ساخته شد. بررسي¬هاي انجام شده توسط SEM، نشان دهنده¬ي توزيع همگن نانو ذرات HA در زمينه پليمري است. خواص مكانيكي نمونه¬ها با انجام آزمون كشش، نانو نفوذ و نانو خراش مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج بدست آمده از آزمون كشش نشان دهنده آن است كه نمونه با wt.% HA 20 داراي مدول الاستيك و استحكام تسليم به ترتيب 64/52% و 68/59% بيشتر از نمونه¬ي شاهد مي¬باشد. همچنين با بررسي نتايج تست نانونفوذ و نانو خراش مشخص شد كه نمونه با wt.% HA 20 داراي مدول الاستيك و سختي به ترتيب 28/54% و 5/93% و ضريب اصطكاك 42/46% بيشتر از نمونه¬ي شاهد مي-باشد. نتايج بدست آمده از آزمون چسبندگي سلولي نشان دهنده¬¬ي آن است كه سطح همه¬ي نمونه¬ها پايداري و زيست فعالي لازم براي چسبيدن سلول را دارند و با افزايش ميزان HA به دليل بالا رفتن ميزان زيست فعالي اين توانايي افزايش مي¬يابد. همچنين تست¬هاي سميت سلولي (MTT)، آليزارين رد و آلكالين فسفاتاز (ALP) نشان دهنده¬ي عدم سميت و زيست¬سازگاري بالاي نمونه¬ها بخصوص نمونه با wt.%HA20 مي¬باشد. كلمات كليدي: نانوكامپوزيت UHMWPE/HDPE/nHA، HA، خواص مكانيكي و زيست-سازگاري