پديد آورنده :
محمدي، فاطمه
عنوان :
اصلاح سطحي آلياز نيتانول براي بهبود خون ساز و مقاومت به خوردگي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب مواد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مواد
صفحه شمار :
پانزده، ۹۲ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مهشيد خرازيها، علي اشرفي
توصيفگر ها :
آلياژ نيكل- تيتانيم , اكسايش آندي , نانو لوله هاي اكسيد تيتانيم , نانو ذرات كيتوسان- هپارين
استاد داور :
فتح الله كريم زاده، شيدا لباف
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/06/24
چكيده فارسي :
1 چكيده امروزه گرفتگي و انسداد شريانهاي قلب يكي از داليل عمده مرگ و مير در سراسر جهان بهشمار ميرود آلياژ نيكل تيتانيم به دليل خواص منحصر به فرد خود يكي از پركاربردترين آلياژها در ساخت استنت مورد استفاده در درمان گرفتگي عروق است هدف از انجام اين پژوهش بهبود همزمان نرخ رهايش نيكل زيست سازگاري و خون سازگاري از طريق فرايند دو مرحلهاي اصالح سطح و رهايش كنترل شده داروي هپارين است مرحله اول اصالح سطح شامل اكسايش آندي آلياژ نيكل تيتانيم ريختهگري شده جهت تشكيل نانولولههاي اكسيد تيتانيم بر سطح آلياژ و مرحله دوم شامل بارگذاري نانوذرات كيتوسان هپارين در روي سطح و درون نانولولهها بهمنظور بهبود رفتار بيولوژيكي آن ميباشد بدين منظور ابتدا آلياژ نيكل تيتانيم جهت يكنواخت شدن تركيب شيميايي تحت فرايند عمليات حرارتي انحاللي در دماي 009 درجه سانتيگراد به مدت يك ساعت قرار گرفت در ادامه به منظور كنترل اندازه دانه و رسوبات باقيمانده در آلياژ عمليات حرارتي ثانويه در چهار گروه انجام شد نمونههاي سرد شده در كوره نمونههاي خنك شده در آب نمونههاي خنك شده در آب و پيرسازي شده در دماي 003 درجه سانتيگراد و نمونههاي خنك شده در آب و پيرسازي شده در دماي 005 درجه سانتيگراد ريزساختار حاصل با استفاده از ميكروسكوپ نوري ميكروسكوپ الكتروني روبشي و آزمون پراش پرتو ايكس مورد بررسي قرار گرفت در ادامه فرايند اكسايش آندي بر زيراليههاي مختلف تحت ولتاژ 04 05 06 و 08 ولت و زمانهاي مختلف 01 31 51و 03 دقيقه و همچنين تعداد مراحل متفاوت فرايند اكسايش آندي يك و دو مرحله انجام شد پس از بررسي ريزساختار بهكمك ميكروسكوپ الكتروني روبشي شرايط بهينه فرايند و زير اليه مناسب انتخاب شد نتايج نشان داد پيرسازي در دماي 005 درجه سانتيگراد منجر به توسعه آلياژي با تركيب شيميايي يكنواخت و اندازه دانههاي يكنواخت 6 361 ميكرومتر شده كه حاوي رسوبات ريزي از نوع Ti2Ni در مرزهاي دانه است همچنين اكسايش آندي يك مرحلهاي اين آلياژ اصالح شده تحت ولتاژ 05 ولت و زمان 01 دقيقه سبب تشكيل نانولولههايي با مرفولوژي مناسب و قطر 5 03 نانومتر و طول 7 003 نانومتر شد آزمونهاي الكتروشيميايي نشان داد كه عمليات حرارتي نمونهها و در ادامه فرايند اكسايش آندي تاثير قابل توجهي بر نرخ رهايش نيكل دارد بر اين اساس نمونه داراي شرايط بهينه عمليات حرارتي نمونههاي خنك شده در آب و پيرسازي شده در دماي 005 درجه سانتيگراد داراي كمترين نرخ رهايش نيكل 12 ppb در مقايسه با ساير نمونهها و بخصوص نمونه ريختهگري شده اوليه 85 ppb بود همچنين فرايند اكسايش آندي نمونه بهينه سبب كاهش بيشترمقدار رهايش نيكل 9 ppb شد در ادامه جهت بهبود رفتار خونسازگاري و سلول سازگاري آلياژ نيكل تيتانيم اصالح شده بهينه نانوذرات كيتوسان حاوي هپارين با اندازه ذرات 01 55 نانومتر درون نانولولهها طي دو زمان متفاوت 51 دقيقه نمونه 15CH Anodized و 54 دقيقه نمونه 45CH Anodized بارگذاري شد و رفتار دو فرايند اصالح سطحي اكسايش آندي و بارگذاري نانوذرات كيتوسان هپارين بهطور همزمان بررسي شد نتايج نشان داد كه بارگذاري نانوذرات كيتوسان هپارين در نانولولهها سبب كنترل نرخ رهايش هپارين شد بهگونهاي كه پس از 41 روز غوطهوري در محلول بافر فسفات رهايش هپارين از نمونه 45CH Anodized به ميزان 50 0 656 0 ميليگرم بر ميليليتر و از نمونه 15CH Anodized به ميزان 40 0 991 0 ميليگرم بر ميليليتر پس از 41 روز بود نتايج آزمون خونسازگاري و كشت سلولي نشان دهنده بهبود قابل توجه رفتار خونسازگاري و سلولسازگاري نمونههاي حاوي نانوذرات كيتوسان هپارين در مقايسه با آلياژ ريختهگري شده و نمونه بهينه آندايز شده بود عالوه براين رفتار حافظهداري نمونه بهينه نيز بررسي شد نتايج نشان دهنده قابليت بازيابي اين نمونه به ميزان 19 درصد بود با توجه به نتايج حاصل نمونه عمليات حرارتي شده در دماي 009 درجه سانتيگراد به مدت يك ساعت خنك شده در آب و پيرسازي شده در دماي 005 درجه سانتيگراد و آندايز شده در ولتاژ 05 ولت به مدت 01 دقيقه و حاوي نانوذرات كيتوسان هپارين ميتواند سبب بهبود زيستسازگاري و خونسازگاري اين آلياژ شده كه براي كاربرد در استنتهاي قلبي عروقي مناسب ميباشد كلمات كليدي آلياژ نيكل تيتانيم اكسايش آندي نانولولههاي اكسيد تيتانيم نانوذرات كيتوسان هپارين
چكيده انگليسي :
Surface Modification of Nitanol Alloy for Improvement of Blood Compatibility and Corrosion Resistanc Fatemeh Mohammadi Fatemehmohammadi1992@gmail com Date of submission 2018 06 11Degree M Sc Language FarsiSupervisors Mahshid Kharaziha Assist Prof E mail kharaziha@cc iut ac ir Ali Ashrafi Assist Prof E mail Ashrafi@cc iut ac irAbstractCoronary artery disease are the most frequent causes of death Nitinol has been widely appliedin a wide variety of medical devices such as cardiovascular stents because of its excellentproperties The aim of this study was to improve corrosion resistance and biocompatibility ofNiTi by anodic oxidation and controlling release of heparin For this purpose firstly as castNiTi alloy was heat treated at 900 C for 1 h to obtain homogenous chemical composition Aftersolution treatment of NiTi samples in order to control grain size of NiTi four different heat treated groups were examined consisting of 1 furnace cooled sample 2 water quenchedsample 3 water quenched 300 C aged treated and 4 water quenched 500 C aged treatedsamples Followed by characterization via scanning electron microscopy SEM and X raydiffraction XRD heat treated samples were anodized in ethylene glycol solution containing0 25 wt NH4F and 1 5 wt H2O at various voltages 40 50 60 and 80v for various times 10 13 15 and 30 min via one and two step process Results showed that the sample aged at 500 Crevealed the uniform grain size 163 6 m and Ti2Ni precipitation presented in the grainboundaries Furthermore anodic oxidation of this sample at 50 V for 10 min during one step led to the formation of uniform TiO2 nanotubes with diameter and length 30 5 and 300 7 nm respectively Electrochemical characterization showed that the optimized sample released lowestNi 12 ppb compared to as cast sample 85 ppb Furthermore anodic oxidation of optimumsample led to decrease of Ni release 9 ppb compared to optimum sample without anodizing To improve hemocompatibility and cell behavior of optimum anodized sample chitosan heparinnanoparticles with particle size of 55 10 nm were loaded in TiO2 nanotubes for two differenttimes 15min 15CH Anodized and 45min 45CH Anodized Resulted showed that the amountof heparin released from 15CH Anodized was 0 199 0 047 mg ml and 0 656 0 054 mg mlfor 45CH Anodized after 14 days immersion in PBS Our results showed that controlled releaseof heparin was obtained via loading chitosan heparin nanoparticle in nanotubes Moreover theresults of hemocompatibility and cell culture tests showed that cell behavior andhemocompatibility of anodized optimum sample with chitosan heparin nanoparticlesignificantly improved compared to anodized optimum sample and as cast sample Moreover the shape memory behavior of optimum sample was investigated and results showed that thissample has 91 shape recovery In summary all results confirmed that NiTi sample heat treatedat 900 C for 1h quenched in water and aged at 500 C for 1h and anodized at 50v for 10min inone step and consequently loaded with chitosan heparin nanoparticle can improvedhemocompatibility and biocompatibility of NiTi alloy for coronary stents Keywords NiTi alloy anodic oxidation TiO2 nanotubes chitosan heparin nanoparticle
استاد راهنما :
مهشيد خرازيها، علي اشرفي
استاد داور :
فتح الله كريم زاده، شيدا لباف
