30268

بررسي اثر تركيب پوشش شيشه سيليكاتي و بافت سطحي ايمپلنت دنداني تيتانيوم بر قدرت اتصال دو جزء

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد

1399

1402/07/15

دكتر بيژن افتخاري يكتا و دكتر جعفر جوادپور

مهندسي مواد و متالورژي

ايمپلنت‌هاي دنداني، فيكسچرهايي هستند كه به‌عنوان جايگزين براي ريشه يك دندان طبيعي ازدست‌رفته استفاده مي‌شوند. به‌منظور بهبود چسبندگي ايمپلنت دنداني تيتانيوم با بافت سخت بدنه پوشش‌هاي 5s45 و s58 بر روي آن‌ اعمال شد. دو تركيب شيشه زيست فعال 45s5 و شيشه زيست فعال 58s با روش سل-ژل سنتز شد. ابتدا سل تهيه شده به روش غوطه‌وري بر روي زيرلايه تيتانيوم گريد 4 سندبلاست و اسيد اچ شده لايه نشاني شد. سپس در روشي ديگر سل مذكور به مدت 48 ساعت در دماي 60 درجه سانتيگراد ژل شده آنگاه در دماي 120 درجه سانتيگراد به مدت 24 ساعت خشك شد و سپس در دماي 650 و 750 درجه سانتيگراد سينتر گرديد تا شيشه زيست فعال تشكيل شود. از پودر شيشه حاصل شده سوسپانسيوني در مخلوط آب و ايزوپروپانول ايجاد گرديد و با روش غوطه‌وري بر روي تيتانيوم پوشش داده شد و در دماي 750 درجه سانتيگراد به مدت‌زمان 1 دقيقه سينتر شد. زبري سطح فلز تيتانيوم با آناليز ميكروسكوپ نيروي اتمي (AFM) و ترشوندگي آن توسط سل و سوسپانسيون تهيه شده با اندازه‌گيري زاويه تماس مورد بررسي قرار گرفت. ژل خشك ايجاد شده با آناليز حرارتي (STA)، پراش پرتو ايكس (XRD) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي همراه با طيف‌سنجي پراكنده انرژي (SEM-EDS) مطالعه شد. به‌منظور بررسي سختي پوشش‌ها از آناليز ميكرو سختي ويكرز و بررسي چسبندگي پوشش‌ها به زيرلايه نيز از آزمون خراش (Nano Indentaion) استفاده شد. نتايج نشان مي‌دهد كه زبري سطح تيتانيوم با انجام عمليات سطحي سندبلاست و اسيد اچ به 313/07 نانومتر افزايش يافت و زبري سطح حاصل از عمليات حرارتي با افزايش دما از 650 به 750 درجه سانتيگراد از 17/82 به 21/85 نانومتر افزايش يافت. ترشوندگي با انجام عمليات سطحي به 41/09 كاهش يافت. نمونه‌هاي عمليات حرارتي شده در دماهاي مختلف نشان دادند كه براي تهيه شيشه 45s5 و خروج كامل نيترات‌ها بهتر است در دماي 750 درجه سانتيگراد سينتر شوند و پيك‌هاي كريستالي كامبيت (Na2Ca2Si3O9) و Na2Ca2Si2O7 ظاهر شدند. تركيب 58s در دماي 650 درجه سانتيگراد سينتر شد و شيشه نسبتاً آمورفي حاصل گرديد. زيست‌فعالي پوشش‌ها، توسط 14 روز غوطه‌وري در محلول مايع شبيه‌سازي‌شده بدن در دماي 37 درجه سانتيگراد بررسي شد كه باتوجه‌به تشكيل شدن فاز زيست فعال هيدروكسي آپاتيت، زيست‌فعالي مناسبي از خود نشان دادند. سختي پوشش 45s5 حاصل از سوسپانسيون HV0.5 323/97 بود كه باعث بهبود خواص مكانيكي زيرلايه شد و همچنين بيش‌ترين چسبندگي بر روي زيرلايه تيتانيومي عمليات سطحي شده را از خود نشان داد.

1402/10/06

Investigating the effect of the combination of silicate glass coating and titanium dental implant surface texture on bonding of two components

10/6/2024 12:00:00 AM

Dental implants are fixtures used to replace the root of a missing natural tooth. In order to improve the adhesion of the titanium dental implant with the hard tissue of the body, 45S5 and 58S coatings were applied on it. Two combinations of bioactive glass 45S5 and bioactive glass 58S were synthesized by sol-gel method. First, the tube prepared by immersion method was placed on the sandblasted and acid etched titanium grade 4 substrate. Then, in another method, the aforementioned sol was gelled for 48 hours at 60°C, then dried at 120°C for 24 hours, and then sintered at 650 and 750°C to form bioactive glass. A suspension was created from the obtained glass powder in a mixture of water and isopropanol and coated on titanium by immersion method and sintered at 750 degrees Celsius for 1 minute. The surface roughness of titanium metal was analyzed by atomic force microscope (AFM) and its wettability by the prepared sol and suspension was investigated by measuring the contact angle. The created dry gel was studied by thermal analysis (STA), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS). In order to check the hardness of the coatings, Vickers micro-hardness analysis was used and to check the adhesion of the coatings to the substrate, the scratch test (Nano Indentation) was used. The results show that the surface roughness of titanium increased to 313.07 (nm) by sandblasting and acid etching, and the surface roughness resulting from surface heat treatment increased from 17.82 to 21.85 nm by increasing the temperature from 650 to 750 degrees Celsius. The wettability decreased to 41.0924 by performing surface treatment. The samples baked at different temperatures showed that it is better to sinter at 750°C for the preparation of 45S5 glass and the complete removal of nitrates, and the crystal peaks of combite (Na2Ca2Si3O9) and Na2Ca2Si2O7 appeared. The composition s58 was sintered at 650°C and relatively amorphous glass was obtained. The bioactivity of the glass-ceramic coating was investigated by 14 days of immersion in the simulated body liquid solution at 37 degrees Celsius, which showed good bioactivity due to the formation of the bioactive hydroxyapatite phase. The hardness of the 45S5 coating is the result of the 323.97 suspension, which improved the mechanical properties of the substrate and also showed the highest adhesion on the surface treated titanium substrate.

شيشه زيست فعال 45S5 , شيشه زيست فعال 58S , پوشش دهي , فرآيند سل ژل , چسبندگي

45S5 Bioglass , 58S Bioglass , Bonding , coating , solgel process

zahra khosronejad

bijan eftekhari yekta, jafar javadpour