• شماره ركورد
    27426
  • پديد آورنده

    اميررضا جباري

  • عنوان
    بررسي تأثير منگنز و كبالت بر خواص استخوان‌سازي كرات شيشه‌اي مزومتخلخل
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي پزشكي - بيومواد
  • سال تحصيل
    1400-1401
  • تاريخ دفاع
    1401/7/24
  • استاد راهنما
    دكتر بيژن افتخاري يكتا - دكتر حميدرضا رضايي
  • دانشكده
    مهندسي مواد و متالورژي
  • چكيده
    شيشه‌هاي زيست‌فعال خواص زيست‌فعالي و اتصال به استخوان مطلوبي دارند. اين شيشه‌ها در صورت سنتز به شكل كروي مي‌توانند به سهولت در كاربردهاي فراواني مورد استفاده قرار بگيرند. ايجاد تخلخل در ساختار آن‌ها به افزايش شديد مساحت سطح و انحلال سريع‌تر آن‌ها كمك مي‌كند. پس از انحلال، شيشه‌ها يون‌ها و گونه‌هاي داراي اثر زيستي را به‌طور تدريجي در بافت موردنظر رها مي‌كنند. عنصر منگنز با اثرات استخوان‌زايي و ضد‌باكتري و عنصر كبالت با خواص رگ‌زايي خود از جمله يون‌هاي داراي اثرات زيستي‌ هستند. اين پژوهش به اثرات اضافه‌شدن اين دو عنصر به‌طور جداگانه و هم‌زمان بر شيشه زيست‌فعال پرداخته است تا شيشه‌اي با كاربرد چندگانه حاصل شود. در اين مطالعه ابتدا نانوكرات شيشه زيست‌فعال مزومتخلخل با تركيب مولي (SiO2 80, CaO 16, P2O5 4) سنتز و سپس تأثير هم‌زمان و جداگانه منگنز و كبالت بر خواص اين شيشه بررسي شدند. سنتز به كمك روش استوبر اصلاح‌شده (به كمك كاتاليزگر بازي) انجام شد. از ستيل‌تري‌متيل‌آمونيوم برميد (cetyltrimethylammonium bromide, CTAB) به عنوان عامل الگوساز براي شكل‌گيري تخلخل‌ها استفاده شد. سنتز ابتدا با حلال آب و اتانول شروع شد و براي اصلاح اندازه ذرات حلال اتانول به متانول تغيير يافت. روش سنتز از جهت نحوه شست‌وشو و ترتيب افزودن پيش‌ماده‌ها نيز مورد اصلاح و مطالعه قرارگرفت. نمونه‌ها با افزودن منگنز (mol% 2)، كبالت (mol% 2) و منگنز و كبالت (mol% 1 از هر عنصر) تهيه شدند و مورد مشخصه‌يابي قرار گرفتند. نتايج حاصل از شيشه‌ها آمورف و كروي‌شكل بودن آن‌ها را تأييد كرد. با تغيير حلال به متانول اندازه ذرات كاهش چشم‌گيري داشت و از حدود nm 194 به حدود nm 100 رسيد. نمونه‌ها با اضافه شدن منگنز و كبالت نيز مورفولوژي كروي داشتند و با آزمون جذب‌سطحي-واجذب N2 وجود مزوتخلخل‌ها شناسايي شدند. براساس نتايج آزمايش با پراشگر پرتو ايكس، آمورف بودن ساختار پس از افزودن Mn و Co حفظ شده و حضور اين عناصر اضافه‌شده در كرات سنتز شده با استفاده از طيف‌سنجي فلورسانس پرتو ايكس شناسايي شدند. افزودن منگنز و كبالت به نمونه‌ها مساحت سطح ويژه شيشه زيست‌فعال پايه (m2/g 800) را به‌ترتيب به m2/g 908 و 857 افزايش داد. مساحت سطح ويژه نمونه حاوي دو اكسيد (m2/g 820) از نمونه‌هايي كه تنها داراي يكي از اكسيدها بودند، كم‌تر بود. براساس نتايج آزمايش زيست‌فعالي با استفاده از محلول شبيه‌سازي‌شده بدن، تشكيل هيدروكسي‌آپاتيت پس از 14 روز روي نمونه‌هاي حاوي كبالت و يا منگنز در مقايسه با نمونه بدون افزودني كم‌تر بود. نمونه حاوي هر دو عنصر پس از 14 روز حضور فاز هيدروكسي‌آپاتيت را در الگوي پراش پرتو ايكس آشكار نكرد. براساس نتايج آزمون سميت‌سلولي، فقط شيشه داراي mol% 1 از منگنز و كبالت اثر سميت‌سلولي نشان نداد.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1401/08/24
  • عنوان به انگليسي
    Studying the Effect of Manganese and Cobalt on Osteogenic Properties of Mesoporous Glass Spheres
  • تاريخ بهره برداري
    10/16/2023 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    اميررضا جباري

  • چكيده به لاتين
    Bioactive glasses have ideal bioactive and bone-bonding properties. If these glasses synthesize in a spherical shape, they can be facilely used in many applications. Pore formation in their structure leads to a sharp increase in surface area and faster dissolution. After the dissolution, the glasses gradually release ions and species with biological effects in the targeted tissue. Manganese with osteogenic and antibacterial effects and cobalt with angiogenetic properties are among the ions with biological effects. This research is about the effects of the addition of these two elements to the bioactive glass individually and simultaneously to achieve a multifunctional glass. In this study, firstly, mesoporous bioactive glass nanospheres with mol% composition of SiO2 80, CaO 16, P2O5 4 are synthesized, then the effects of the addition of manganese and cobalt on the glass properties, simultaneously and individually, are investigated. The synthesis was conducted with the modified Stöber method (using a basic catalyst). Cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) is used as a templating agent for pore formation. At first, the synthesis began with water and ethanol solvents, and then for modifying particle size methanol is substituted for ethanol. The synthesis method is modified regarding the washing procedure and the order of addition of the reagents. Samples are prepared with manganese (2 mol%), cobalt (2 mol%), and manganese and cobalt (1 mol% each) addition, and then are characterized. The results showed an amorphous and spherical shape of the glasses. With changing the solvent to methanol, particle size showed a significant decrease from almost 194 nm to 100 nm. The samples containing Mn and Co also have a spherical morphology and using the N2 adsorption-desorption analysis presence of mesopores is identified. Based on the results of the X-ray diffractometer, the amorphous structure after the addition of Mn and Co is preserved. The presence of these added elements in the synthesized spheres is identified using X-ray fluorescence spectroscopy. The addition of Mn and Co to samples increased the specific surface area of the initial bioactive glass (800 m2/g) to 908 and 857 m2/g, respectively. The specific surface area of the sample with both oxides (820 m2/g) was lower than the samples with just one of the oxides. Based on the results of bioactivity eva‎luation using body-simulated fluid, hydroxyapatite formation on the samples containing Mn/Co was lower than the sample with no addition. The hydroxyapatite phase did not appear in the X-ray diffraction pattern of the sample with both elements after 14 days. Based on the cytotoxicity assay, only the glass with 1 mol% of manganese and cobalt showed no cytotoxic effect.
  • كليدواژه هاي فارسي
    شيشه زيست‌فعال , نانوكرات , مزومتخلخل , منگنز , كبالت
  • كليدواژه هاي لاتين
    bioactive glass , nanospheres , mesoporous , manganese , cobalt
  • Author
    Amirreza Jabbari
  • SuperVisor
    Bijan Eftekhari Yekta - Hamidreza Rezaie