25775

سنتز شيميايي و بررسي خواص ساختاري و فيزيكي سيستم هيدروكسي آپاتيت-نقره-مس

كارشناسي ارشد

مواد و متالورژي

1397

1400/9/16

دكتر حميدرضا رضايي-دكتر جعفر جوادپور

مواد و متالورژي

عفونت¬هاي پس از جراحي يكي از بزرگ¬ترين چالش¬هايي است كه سبب عدم موفقيت مواد كاشتني شده است. به¬منظور فائق آمده بر اين مساله، دانشمندان سعي كردند تا با دوپ كردن عناصري نظير؛ نقره، مس، كبالت و... در فاز هيدروكسي آپاتيت اين مشكل را حل كنند. تحقيقات بسياري در زمينه سنتز و بررسي تركيب هيدروكسي آپاتيت دوپ شده با هريك از عناصر Ag، Cu و Co انجام شده است كه به¬منظور توسعه و نوآوري بيشتر در ايجاد خاصيت آنتي¬باكتريالي و زيست¬فعالي ناشي از دوپ همزمان عناصر Ag-Cu و Ag-Co اين پژوهش انجام پذيرفته است. در اين بررسي كامپوزيت Ca10-x-y Ag x Cu y(PO4)6 (OH)2 و Ca10-x-y Ag x/Co y(PO4)6 (OH)2 با مقادير ( M0.5x, y=) و تركيب¬هاي Ca10-x Ag x (PO4)6 (OH)2، Ca10-x Cu x(PO4)6 (OH)2 و Ca10-x Co x(PO4)6 (OH)2 بامقدار ( M1 (x= بااستفاده از روش هم¬رسوبي كه يك روش آسان و مقرون به¬صرفه است سنتز شد. به¬منظور بررسي و مشخصه¬يابي¬¬هاي ريزساختاري و فيزيكي از آزمون¬هاي پراش اشعه ايكس (XRD)، طيف¬سنجي فوريه تبديل مادون قرمز (FTIR)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني (FESEM) و طيف¬سنجي پراش انرژي اشعه ايكس (EDS) استفاده شده كه نتايج حاصل از آزمون¬هاي XRD و FTIR نشان داد، افزودن عناصر موردنظر به-خوبي در مكان¬هاي كلسيم در ساختار هيدروكسي آپاتيت جانشين شده است. باتوجه به نتايج حاصل از آزمون FESEM مشاهده شد كه باافزودن عناصر دوپنت مرفولوژي ذرات كروي شكل هيدروكسي آپاتيت تغيير نكرده و تنها اندازه ذرات آن كوچك¬تر از اندازه ذرات HA شده است. همچنين باهدف تعيين خواص مغناطيسي تركيبات حاوي يون كبالت از آزمون مغناطيس¬سنجي نمونه ارتعاشي (VSM) استفاده شد. با توجه به نتايج آزمون VSM، مقادير Ms و Mr نمونه¬هاي دوپ شده با يون كبالت نسبت به نمونه دوپ نشده HA، مقادير بيشتر و خاصيت مغناطيسي بهتري را نشان دهند. خواص زيستي تركيبات سنتز شده كه شامل آزمون آنتي¬باكتريال و انجام آزمون¬هاي غوطه¬وري بوده¬اند، نيز تعيين شد. اثر آنتي¬باكتريال نمونه-هاي موردنظر عليه دوباكتري گرام مثبت و گرام منفي به¬روش تعيين قطر هاله ارزيابي شده و نتايج به-دست آمده به خواص آنتي باكتريالي مطلوب¬تر تركيبات دوپ شده همزمان با عناصر نقره-مس و نقره-كبالت اشاره دارد. همچنين با هدف تعيين مشخصه زيست¬فعالي نمونه¬ها پس از غوطه¬وري آن¬ها در محلول شبيه¬ساز بدن از پيش ساخته شده در مدت زمان¬هاي 7 و 21 روز، از آزمون¬هاي FESEM، تغييرات وزن نمونه¬ها، تغييرات pH محلول و آزمون طيف¬سنجي نوري پلاسماي كوپل شده القايي ((ICP_OES استفاده شد. تصاوير FESEM نشان داد كه كلسيم فسفات تشكيل شده در سطح نمونه¬هاي دوپ شده با عناصر نقره-مس و نقره-كبالت به¬طور همزمان نسبت به نمونه¬هاي دوپ شده به¬صورت تك عنصر، شديدتر بوده و خواص زيست¬فعالي بهتري را دارد.

1400/10/02

12/7/2022 12:00:00 AM

Surgical infections are a major problem cause of implant failure. To solve this issue, scientists have used silver, copper, cobalt, etc. as antibacterial agents in hydroxyapatite phase. In this research, for developing antibacterial and bioactive properties, we have doped Ag-Cu and Ag-Co simultaneously in HA. Therefore, Ca10-x-y Ag x Cu y (PO4)6 (OH)2 and Ca10-x-y Ag x Coy(PO4)6 (OH)2 with value ( x, y= 0.5 M ) and Ca10-x Ag x (PO4)6 (OH)2 , Ca10-x Cu x (PO4)6 (OH)2 and Ca10-x Co x (PO4 )6 (OH)2 composites ( x= 1 M ) were synthesized . Co-precipitation is a simple and low cost method, which has used in this process. Structural properties of samples have characterized by XRD, FTIR and FESEM analysis. The result of XRD and FTIR analysis revealed pure HA phase with no minor other phase and dopants ions displaced to Ca sites well. Spherical morphology was appeared in all samples by FESEM test however the size of particles decreased by inserting dopants. Moreover, VSM test used to determine magnetic characteristic in HA-Co and HA-0.5(Ag-Co) materials so, it shows more Ms and Mr in samples with Co doped HA. Two E. coli and S. aureus bacteria used to evaluate antibacterial property. However, this antibacterial characteristic observed in all doped samples but the results of HA-0.5(Ag-Cu) and HA-0.5(Ag-Co) indicate the most effect against bacteria. Bioactive tests evaluated by immersion pressed samples in simulated body fluid for 7 and 21 day. FESEM analysis, pH changes, gaining weight and ICP_OES test utilized after immersion in SBF for all samples. The results show more bioactive properties in HA-0.5(Ag-Cu) and HA-0.5(Ag-Co) materials compared to other materials.

هيدروكسي آپاتيت-نقره-مس-بيومواد

Biomaterials- Hydroxyapatite- Silver- Copper