پديد آورنده :
بنك دار، زهرا
عنوان :
توسعه پوشش كامپوزيتي كاپاكاراگنان/شيشه زيست فعال مزومتخلخل روي آلياژ Ti6Al4V در حضور لايه مياني نانولوله تيتانيومي و ارزيابي خواص زيستي آن
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب مواد مهندسي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
پانزده، 82ص.: مصور (رنگي)، جدول، نمودار
استاد راهنما :
فتح الله كريم زاده، شيدا لباف
توصيفگر ها :
نانوذرات شيشه زيست فعال , آلياژ تيتانيوم , پوشش آنتي باكتريال , چسبندگي
استاد داور :
محمد حسين عنايتي، مهشيد خرازيها
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/02/04
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/02/05
چكيده فارسي :
چكيده امروزه در دنيا جايگزيني بافتهاي آسيب ديده استخوان يكي از چالشهاي بزرگ محسوب ميشود درميان گزينههاي موجود به عنوان كاشتني آلياژ تيتانيوم Ti6Al4V به دليل خواصي نظير زيست سازگاري عالي مقاومت به خوردگي و استحكام باال مدول يانگ نسبتا كم و تافنس شكست باال انتخاب مناسبي به نظر ميرسد اما در كنار اين مزيتها آلياژ Ti6Al4V داراي نواقصي از زيست خنثي بودن و عدم پيوند با بافت استخوان است در چند سال اخير براي بهبود خواص اين كاشتنيها برطرف كردن محدوديتها و تسريع فرايند تثبيت بافت به كاشتني استفاده از انواع پوششهاي پليمري سراميكي و كامپوزيتي به روشهاي مختلف مورد بررسي قرار گرفته است در اين بين پوشش هاي سراميكي مانند انواع شيشههاي زيستفعال به دليل توانايي همبندي با بافت استخوان كاربرد گستردهتري دارند به اين منظور در اين تحقيق نانوذرات شيشه زيستفعال مزومتخلخل MBG با ساختار كروي شكل و ميانگين اندازه ذرات 52 522 نانومتر به روش سلژل ساخته شد اندازه تخلخل و سطح ويژه اين نانوذرات به ترتيب 6 58 0 05 nm و 1 274 26 10 01 m2g گزارش شد با توجه به مزومتخلخل بودن اين ذرات بارگذاري و رهايش داروي آنتيباكتريال جنتامايسين با موفقيت انجام شد به منظور افزايش بارگذاري داروي آنتي باكتريال و اعمال پوشش بهتر نانوذرات با گروههاي عاملي آمين اصالح سطح شد و بار سطحي آن از منفي به مثبت تغيير كرد پس از آن نانوذرات شيشه زيستفعال مزومتخلخل با غلظتهاي 5 51 52 و 05 درصد w w با پليمر كاپاكاراگنان KAC كامپوزيت شد جهت افزايش استحكام چسبان پوشش به زيراليه كاشتني اليه مياني ايجاد شد اليه مياني به دست آمده نانولولههاي تيتانيومي بودند كه به روش اكسيداسيون آندي روي سطح زيراليه Ti6Al4V به دستآمد ضخامت نانولولههاي تيتانيومي 1 1ميكرون و اندازه قطر ميانگين اين نانولولههاي121 نانومتر ميباشد پس از آن پوشش كامپوزيتي با روش غوطهوري به دو صورت با حضور اليه مياني و بدون حضور اليه مياني روي زيراليه Ti6Al4V اعمال شد حداقل ضخامت پوشش اعمالي 768 3 ميكرون گزارش شد نتايج آزمون استحكام چسبان نشان داد با حضور اليه مياني استحكام چسبندگي پوشش به زيراليه تا دوبرابر افزايش پيدا ميكند بيشترين ميزان استحكام چسبان در دو كامپوزيت با 52 درصد KAC 25MBG و 05 درصد KAC 50MBG مشاهده شد در ادامه با بررسي ميزان آبدوستي پوششها افزايش ميزان آبدوستي با افزايش ميزان MBG در پوشش كامپوزيتي اعمالي ثابت شد به عالوه زيستفعالي پوششها در دو دورهي 41 و 12 روز مورد بررسي قرار گرفت بررسي تصاوير ميكروسكوپيي الكتروني روبشي و آناليز توزيع پرتو ايكس اين آزمون نشان داد كه در هر دو بازه زماني هيدروكسي آپاتيت روي سطح پوشش تشكيل شده و با افزايش ميزان غلظت نانوذرات شيشه زيستفعال مزومتخلخل در پوشش تشكيل آپاتيت افزايش داشته است براين اساس به نظر ميرشد تلفيقي از پوشش كامپوزيتي كاپاكاراگنان نانوذرات شيشه زيستفعال در حضور اليه مياني بهدست آمده از طريق اكسيداسيون آندي ميتواند گزينهي مناسبي براي كاربردهاي اتوپدي باشد كلمات كليدي نانوذرات شيشه زيست فعال آلياژ تيتانيوم پوشش آنتيباكتريال چسبندگي
چكيده انگليسي :
84 Development of Kappa Carrageenan Mesoporous bioactive glasscomposite coating on Ti6Al4V alloy in the presence of titanium nanotube middle layer and evaluation of its biological properties Zahra Bonakdar z bonakdar@ma iut ac ir September 15 2020 Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiF karimzadeh karimzadeh f@cc iut ac irSh Labaf slabbaf85@gmail comAbstractReplacing damaged bone tissue is one of the biggest challenges in the world today Among the options availableas implants Ti6Al4V titanium alloy seems to be a good choice due to its properties such as excellentbiocompatibility high corrosion resistance and strength relatively low Young modulus and high fracturetoughness But in addition to these advantages Ti6Al4V alloy has disadvantages such as bio neutrality andlack of attachment to bone tissue In recent years to improve the properties of these implants remove thelimitations and accelerate the process of tissue stabilization to implants the use of polymer ceramic andcomposite coatings in various ways has been studied Among these ceramic coatings such as bioactive glass are more widely used due to their ability to bond with bone tissue For this purpose in this study mesoporous MBG bioactive glass nanoparticles with spherical structure and average particle size of 225 25 nm weremade by solgel method The porosity size and specific surface area of these nanoparticles were reported to be6 58 0 05 nm and 274 26 10 01 m2 g 1 respectively Due to the mesoporousity of these particles loadingand release of the antibacterial drug gentamicin was performed successfully In order to increase theantibacterial drug loading and apply a better coating the nanoparticles were modified with amine functionalgroups and their surface charge was changed from negative to positive 15 25 and 50 w w were compositewith Kappa carrageenan polymer KAC In order to increase the adhesion strength of the coating to theimplantable substrate a middle layer was created The resulting interlayer was titanium nanotubes obtained byanodic oxidation on the surface of Ti6Al4V substrate The thickness of titanium nanotubes is 1 1 microns andthe average diameter of these nanotubes is 121 nm Then the composite coating was applied to the Ti6Al4Vsubstrate by immersion method in two ways with the presence of the middle layer and without the presence ofthe middle layer The minimum applied coating thickness was reported to be 3 867 microns The results ofadhesive strength test showed that with the presence of the middle layer the adhesion strength of the coatingto the substrate increases up to twice The highest amount of adhesive strength was observed in two compositeswith 25 KAC 25MBG and 50 KAC 50MBG Then by examining the hydrophilicity of the coatings the increase in the hydrophilicity was increased by increasing the amount of MBG in the applied compositecoating In addition the bioactivity of the coatings was examined in two periods of 14 and 21 days Examination of scanning electron microscopy images and analysis of X ray distribution of this test showedthat in both time periods hydroxyapatite was formed on the coating surface and with increasing theconcentration of bioparticle glass nanoparticles in the coating apatite formation increased Therefore it seemsthat a combination of capacaragonan bioactive glass nanoparticle composite coating in the presence of anodictitanium nanotube interlayer could be a suitable option for orthopedic applications Key WordsBioactive glass nanoparticles titanium alloy antibacterial coating adhesion
استاد راهنما :
فتح الله كريم زاده، شيدا لباف
استاد داور :
محمد حسين عنايتي، مهشيد خرازيها
