شماره ركورد
33744
پديد آورنده
فاطمه محمدي
عنوان
بررسي اثر عامل سيلانه كننده بر خواص مكانيكي و زيست فعالي سيمان استخواني آكريلاتي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي پزشكي
سال تحصيل
1400
تاريخ دفاع
1404/7/13
استاد راهنما
دكتر رحيم نقي زاده - دكتر سعيد حصاركي
استاد مشاور
دكتر نادر نظافتي
دانشكده
مهندسي مواد
چكيده
سيمان استخواني پليمتيلمتااكريلات (PMMA) به دليل خواص مكانيكي مطلوب و سهولت كاربرد، يكي از پركاربردترين مواد در جراحيهاي ارتوپدي از جمله كايفوپلاستي ، آرتروپلاستي و تثبيت پروتزها شناخته ميشود. عليرغم خواص مكانيكي مناسب و سهولت استفاده، اين ماده بهدليل فقدان زيستفعالي، توانايي محدودي در ايجاد پيوند مستقيم با بافت استخواني دارد. در سالهاي اخير، تلاشهاي متعددي براي بهبود عملكرد زيستي PMMA از طريق افزودن نانوذرات زيستفعال مانند هيدروكسيآپاتيت و بيوگلاس صورت گرفته است. در پژوهش حاضر، رويكردي نوين مبتني بر اصلاح شيميايي سطح فاز پودري سيمان PMMA از طريق عاملدارسازي شيميايي جهت ارتقاء زيستفعالي دنبال شده است. بدين منظور، ميكروكرههاي PMMA با استفاده از روش امولسيون تبخير حلال سنتز گرديدند. اين فرآيند با چالشهايي از جمله انتخاب نوع و غلظت سورفكتانت، كنترل شرايط اختلاط و پايداري مورفولوژيكي همراه بود. در ادامه، ميكروكرهها تحت تيمار اسيدي با محلول سولفوريكاسيد قرار گرفتند تا گروههاي عاملي سطحي آنها به گروههاي كربوكسيليك تبديل گردد. سپس عاملدارسازي شيميايي سطحي با استفاده از غلظتهاي متفاوتي از عوامل سيلانهكنندهي GPTMS و TEOS با نسبتهاي 3 : 2، 2.5 : 1.5 و 2 : 1 صورت گرفت. بررسيهاي طيفسنجي تبديل فوريه فروسرخ (FTIR) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) نشاندهنده فرايند اصلاح سطح و حفظ مورفولوژي ميكروكرهها پس از تيمار شيميايي بود و ارزيابي زيستفعالي نمونهها با استفاده از آزمون غوطهوري در محلول شبيهساز مايع بدن (SBF) در بازههاي زماني 1، 7 و 14 روز انجام شد. تشكيل و رشد لايهاي از هيدروكسيآپاتيت بر سطح ميكروكرههاي اصلاحشده طي زمان، از طريق SEM ،FTIR و XRD مورد تأييد قرار گرفت. نتايج حاصل نشان داد كه اصلاح شيميايي سطح ميكروكرههاي PMMA با عوامل سيلانهكننده، روشي مؤثر جهت بهبود زيستفعالي اين ماده و ارتقاء قابليتهاي باليني آن در كاربردهاي ايمپلنتي ميباشد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/07/13
عنوان به انگليسي
evaluation of the effect of silanizing agent on mechanical properties and bioactivity of acrylic bone cement
تاريخ بهره برداري
10/5/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
فاطمه محمدي
چكيده به لاتين
Poly(methyl methacrylate) (PMMA) bone cement is widely recognized as one of the most commonly used materials in orthopedic applications such as kyphoplasty, arthroplasty, and prosthesis fixation. Despite its favorable mechanical properties and ease of application, PMMA lacks inherent bioactivity and exhibits limited ability to form direct bonds with bone tissue. In recent years, strategies involving the incorporation of bioactive nanoparticles—such as hydroxyapatite and bioactive glass—have been explored to improve its biological performance. In the present study, a novel approach based on surface modification of the PMMA powder phase via chemical functionalization was pursued to enhance bioactivity. To this end, PMMA microspheres were synthesized using a solvent evaporation emulsion method. This process involved several challenges, including the selection of appropriate surfactant type and concentration, mixing conditions, and morphological stability control. Subsequently, the microspheres were treated with sulfuric acid to introduce carboxylic acid (-COOH) groups on their surfaces. Surface chemical functionalization was then carried out using different concentrations of silane coupling agents, namely 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (GPTMS) and tetraethyl orthosilicate (TEOS). Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM) analyses confirmed the success of the surface modification process while maintaining the microsphere morphology after chemical treatment. The bioactivity of the modified samples was evaluated through immersion tests in simulated body fluid (SBF) for 1, 7 and 14 days. The formation and progressive growth of a hydroxyapatite layer on the surface of the modified microspheres over time were confirmed by SEM imaging, FTIR, and X-ray diffraction (XRD) analyses. The results demonstrate that chemical surface functionalization of PMMA microspheres with silane agents is an effective strategy to improve the bioactivity of the material and enhance its clinical performance in implant-related applications.
كليدواژه هاي فارسي
پلي متيل متااكريلات , گليسيدوكسي پروپيل تري متوكسي سيلان , اصلاح سطح , زيست فعالي
كليدواژه هاي لاتين
Polymethylmethacrylate , y-Glycidoxypropyltrimethoxysilane , Surface modification , Bioactivity
Author
Fatemeh Mohammadi
SuperVisor
Rahim Naghizadeh - Saeed Hesaraki