31617

سنتز و مشخصه‌يابي خواص فيزيكي-شيميايي و زيستي كامپوزيت هيدروكسي‌آپاتيت- هيدروكسيد دوگانه‌ي لايه‌اي مبتني بر MgCaAl

كارشناسي ارشد

مهندسي پزشكي-بايومواد

1400

1403/07/11

هاجر قنبري- مريم تاج‌آبادي

سيد مرتضي نقيب

مهندسي مواد و متالورژي

پوسيدگي دندان يكي از شايع‌ترين بيماري‌ها در سطح جهاني است كه مي‌توان با اتخاذ تدابير پيشگيرانه از آن جلوگيري كرد. فلورايد به عنوان يك عامل كليدي در اين زمينه شناخته‌شده‌است. در سال‌هاي اخير، هيدروكسيدهاي دوگانه‌ي لايه‌اي (LDHs) به‌عنوان حامل‌هايي براي رهايش كنترل‌شده‌ي فلورايد توسعه يافته‌اند. اين تركيبات به عنوان حامل‌هاي زيست‌سازگار، ظرفيت بارگيري بالايي براي تركيبات آنيوني دارند و مي‌توانند به عنوان سامانه‌هاي رهايش كنترل‌شده عمل كنند. از سوي ديگر، هيدروكسي آپاتيت به عنوان يك ماده‌ي معدني با زيست‌سازگاري بالا كه شباهت زيادي به ساختار معدني دندان و استخوان دارد، در زمينه‌هاي مختلف دندان‌پزشكي به‌ويژه بازكاني‌زايي به كار رفته‌است. در اين پژوهش، هيدروكسيدهاي دوگانه‌ي لايه‌اي MgCaAl در نسبت‌هاي مختلف يوني به روش گرمابي سنتز شدند. از بين نسبت‌هاي مختلف، نسبت 5 برابر يون‌هاي آلومينيوم به مجموع يون‌هاي دوظرفيتي كلسيم و منيزيم به دليل ساختار صفحه‌اي مطلوب و خلوص بالا به‌عنوان نسبت بهينه انتخاب شد. اين تركيب سپس با هيدروكسي آپاتيت حاوي دوپه‌هاي روي و استرانسيوم كامپوزيت شد. تشكيل كامپوزيت با استفاده از روش‌هاي تحليلي مختلف از جمله پراش پرتو ايكس (XRD)، طيف‌سنجي تبديل فوريه‌ي فروسرخ (FTIR) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميدان (FE-SEM) تأييد گرديد. كامپوزيت حاصل با موفقيت موجب رسوب هيدروكسي آپاتيت در بازه‌ي زماني هفت روزه در محيط شبيه‌سازي‌شده‌ي بدن شد. همچنين، فلورايد با كارايي بالاي 73/70% در آن بارگيري گرديد. ميزان آزادسازي فلورايد در مدت 24 ساعت در محدوده‌ي ppm 1-1/0 باقي ماند كه اين غلظت مطابق با مقادير مؤثر براي پيشگيري از پوسيدگي دندان است و هيچ اثر سمي بر سلول‌ها نشان نداد. اين پژوهش نشان مي‌دهد كه نانوكامپوزيت‌هاي هيدروكسيدهاي دوگانه‌ي لايه‌اي-هيدروكسي‌آپاتيت با توانايي رهايش كنترل‌شده‌ي فلورايد و زيست‌سازگاري مناسب، توانايي بالايي براي بهبود روش‌هاي دارورساني در دندانپزشكي و پيشگيري از پوسيدگي دندان دارند.

1403/08/07

Synthesis and Characterization of Physicochemical and biological properties of hydroxyapatite- MgCaAl based layered double hydroxide composite

1/1/1900 12:00:00 AM

Tooth decay is a widespread global health concern that can be effectively prevented through strategic interventions, with fluoride recognized as a critical component in this regard. Recently, layered double hydroxides (LDHs) have emerged as promising carriers for the controlled release of fluoride. These biocompatible materials exhibit a high loading capacity for anionic compounds and high efficiency as controlled release systems. Additionally, hydroxyapatite, a biocompatible mineral that closely resembles the natural structure of teeth and bones, is widely used in dentistry due to its ability to promote remineralization. Its structural similarity to dental tissues enhances its effectiveness in facilitating enamel regeneration, making it a key component in various dental restorative and preventive applications. In this study, ternary layered double hydroxides were synthesized using a hydrothermal method with various ionic ratios. Among these, a ratio wherein aluminum ions were five times the total concentration of divalent calcium and magnesium ions was identified as optimal due to its advantageous layered structure and high purity. This LDH was then composited with zinc and strontium co-doped hydroxyapatite.. The formation of the composite was confirmed through several analytical techniques, including X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The resulting composite demonstrated the ability to form hydroxyapatite within seven days in simulated body fluid and achieved a fluoride loading efficiency of 70.73%. The fluoride release rate was maintained between 0.1-1 ppm, within the effective range for tooth decay prevention, and exhibited no cytotoxicity. This study underscores the potential of LDH-hydroxyapatite nanocomposites for improved drug delivery in dentistry, particularly in fluoride release and biocompatibility, supporting new strategies for tooth decay prevention.

هيدروكسيد دوگانه‌ي لايه‌اي (LDH) , هيدروكسي آپاتيت , فلورايد , دارورساني , دندانپزشكي

Layered double hydroxide (LDH) , hydroxyapatite , fluoride , drug delivery , dentistry

Sogand Rahmati

Dr. Hajar Ghanbari - Dr. Maryam Tajabadi