شماره مدرك :
12621
شماره راهنما :
11547
پديد آورنده :
اسماعيلي، شيرين
عنوان :

ساخت و مشخصه يابي داربست بيوكامپوزيت نانوساختار ولاستونيت - فورستريت

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
استخراج فلزات
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مواد
سال دفاع :
1396
صفحه شمار :
دوازده، 94ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص. ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
مهدي احمديان
توصيفگر ها :
داربست , ولاستونيت , فورستريت , خواص مكانيكي , زيست فعالي , زيست سازگاري
استاد داور :
رحمت الله عمادي، مهشيد خرازيها
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/05/09
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مواد
دانشكده :
مهندسي مواد
كد ايرانداك :
ID11547
چكيده فارسي :
1 چكيده در سالهاي اخير تقاضا براي استفاده از مواد زيستي به عنوان جايگزين بافت و ارگانهاي آسيب ديده بدن افزايش يافتهاست همچنين پيشرفت عظيمي در زمينه مواد پزشكي صورت گرفتهاست كه به علت استفاده از بيوسراميكها در ترميم و بازسازي استخوان ميباشد يكي از روشهاي مهندسي بافت شامل استفاده از مواد مهندسي با ميزان تخلخل باال ميباشد كه داربست ناميده ميشود چالشي كه در برابر مهندسين بافت وجود دارد مربوط به تركيب پيچيده خواص موردنياز براي داربستهاي ايدهآل ميباشد اگرچه سراميك والستونيت زيست فعالي و زيستسازگاري بااليي دارد مطالعات نشان دادهاست كه سرعت تخريب آن باال بوده و استحكام مكانيكي آن نيز پايين ميباشد نتايج نشان ميدهد كه با افزودن مواد مناسب به والستونيت ميتوان خواص مكانيكي فيزيكي و زيستي آن را كنترل نمود سراميك فورستريت نه تنها خواص مكانيكي بهتري نسبت به والستونيت داشته بلكه فورستريت نانومتري توانايي تشكيل آپاتيت روي سطح خود را نيز دارد هدف از پژوهش حاضر ساخت داربست سه بعدي والستونيت فورستريت با روش اسفنج پليمري براي پر كردن عيوب استخواني ميباشد به اين منظور نانوذرات والستونيت و فورستريت با روش سل ژل ساخته شده و دوغاب موردنظر با نسبتهاي مختلف 10 10 و 10 درصد وزني فورستريت آماده شد پس از افزودن پلي وينيل الكل اسفنج ها به دوغاب آغشته گشته و سپس به منظور تفجوشي در دماي 1100 درجه سانتيگراد به مدت 0 ساعت قرار گرفتند به منظور شناسايي ساختار فازي و تعيين اندازه دانه نانوپودر و داربستهاي توليدي از آزمون پراش پرتو ايكس XRD استفاده شد همچنين به منظور بررسي خواص مكانيكي داربستها تحت آزمون استحكام فشاري قرار گرفتند ميكروسكوپ الكتروني عبوري TEM جهت بررسي شكل و اندازه ذرات و دانههاي پودرهاي والستونيت استفاده گرديد و اندازه ذرات در حدود 10 نانومتر محاسبه شد به منظور مطالعه مورفولوژي و سطح نمونهها قبل و بعد از قرارگيري در محلول شبيهسازي شده بدن از ميكروسكوپ الكتروني روبشي SEM بهره گرفتهشد همچنين آناليز عنصري با تفكيك انرژي پرتو ايكس EDX براي مشخص كردن تركيب شيميايي داربستها مورد استفاده قرار گرفت جهت ارزيابي زيستفعالي نمونهها از آزمون غوطهوري در محلول شبيهسازي شده بدن SBF استفاده شده و سپس از تكنيك طيفسنجي نشري نوري زوج پالسمايي القايي ICP OES و بررسي ميزان رهايش يونهاي كلسيم فسفر و منيزيم استفادهشد آزمون MTT نيز جهت بررسي سميت داربستها انجام گرفت نتايج نشان داد كه داربستهاي متخلخل سه بعدي قطر متوسط حفرات 111 110 ميكرومتر و درصد تخلخل 69 تا 78 درصد دارند با افزايش درصد فورستريت و افزايش دماي زينتر تا 1100 درجه سانتيگراد خواص مكانيكي داربستها افزايش يافت همچنين نتايج آزمونهاي زيستفعالي تشكيل اليه آپاتيت برروي سطح داربستها را تاييد كرد نتايج آزمون MTT نيز عدم سميت داربستها و رشد و تكثير سلولها را نشان داد بنابراين افزايش نانوذرات فورستريت سبب بهبود خواص مكانيكي و بيولوژيكي داربستهاي والستونيت گشته و اين داربستهاي كامپوزيتي گزينه مناسبي جهت كاربردهاي مهندسي بافت استخوان ميباشند كلمات كليدي داربست والستونيت فورستريت خواص مكانيكي زيستفعالي زيستسازگاري
چكيده انگليسي :
Fabrication and characterization of nanostructured wollastonite forsterite scaffold Shirin Esmaili s esmaili@ma iut ac ir Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology 84156 83111 Isfahan IranDegree M Sc Language FarsiSupervisor Mehdi Ahmadian E mail ahmadian@cc iut ac irAbstractIn recent years demand for the use of biological materials has been increased as a substitute for tissue anddamaged organs Also there have been a huge advancement in the field of medical materials that is due tothe use of bioceramics in bone repair and reconstruction One of the methods for tissue engineering involvesthe use of high porosity engineering materials that called scaffolds The challenge facing the engineers isthe complex combination of properties required for ideal scaffolds Although wollastonite bioceramicpossesses good bioactivity and biocompatibility but their poor mechanical strength and high degradabilityhinders its clinical applications The results confirmed that the mechanical physical and biologicalproperties of wollastonite could be controlled using the addition of suitable secondary components Forsterite ceramics not only possessed an improved mechanical properties compared with wollastonite butalso a nano scale forsterite had apatite formation ability The aim of this study was to generate three dimensional wollastonite forsterite scaffolds using polymeric sponge replica method to fill bone defects For this purpose wollastonite and forsterite nanopowders were synthesized via sol gel method and theslurry was prepared with various ratios of 10 15 and 20 wt forsterite After adding polyvinyl alcohol thesponges were soaked in the slurry and then sintered at 1300 C for 3 hours X ray diffraction XRD technique was utilized to confirm presence of the desired phases in the structure and also to determine thecrystallite size of the prepared nanopowders and scaffolds Also axial compression test was applied tostudy the mechanical properties of scaffolds To evaluate the shape and size of the particles and crystallites a transmission electron microscopy TEM was applied and the size of wollastonite nanopowder particleswas calculated around 35 nm Scanning electron microscopy SEM was applied in order to studymorphology and surface of nanopowders and scaffolds before and after soaking in simulated body fluid SBF Energy dispersive X ray spectroscopy EDS was utilized to evaluate the chemical composition anddistribution of elements in scaffolds Bioactivity of different scaffolds was investigated by soaking them inSBF for various periods The concentration of calcium phosphorus and magnesium ions in SBF weredetermined for various periods by ICP OES method In order to verify the biocompatibility of scaffolds MTT assay was applied Results showed that the three dimensional porous scaffolds with pore size in therange of 200 500 m appearance porosity of 69 78 were developed The mechanical properties of thescaffolding increased with increasing forsterite content and increasing sintered temperature to 1300 C SEM images of scaffolds after soaking in SBF depicted bone like apatite particles Also biocompatibilityevaluations by MTT method showed that scaffolds could stimulate cell proliferation of MG63 cells andthey did not have any cytotoxicity Therefore the increase of forsterite nanoparticles has improved themechanical and biological properties of wollastonite scaffolds and these composite scaffolds could be asuitable candidate for bone tissue engineering applications Keywords scaffold wollastonite forsterite mechanical properties bioactivity biocompatibility
استاد راهنما :
مهدي احمديان
استاد داور :
رحمت الله عمادي، مهشيد خرازيها
لينک به اين مدرک :

بازگشت