توصيفگر ها :
اصلاح سازي سطح , ايمپلنت , اسپارك پلاسما زينترينگ , آزيترومايسين , پلي كاپرولاكتون , رهايش دارو , Ti6Al4V
چكيده فارسي :
چكيده
در سالهاي اخير و با افزايش تعداد نفرات درگير با آسيبهاي استخواني استفاده از بيوموادهايي همچون ايمپلنتهاي فلزي به منظور جايگزين بافتهاي سخت افزايش يافته است. تيتانيوم و آلياژهاي آن مانند Ti6Al4V به دليل سازگاري عالي و غيرسمي بودن آن نسبت به مواد ديگر ترجيح داده شده است. اما در كنار اين خواص، معايبي نيز وجود دارد كه به منظور كاهش آنها انجام عمليات اصلاح سازي سطح بسيار ضروري بوده است. در چندسال اخير از پوششهاي مختلفي نظير سراميكي و پليمري به روشهاي متفاوت جهت برطرف نموندن محدوديتهاي آلياژ Ti6Al4V مورد بررسي قرار گرفته است. در اين پژوهش از فرايند تف جوشي پلاسماي جرقهاي كه روشي جهت منسجم سازي پودر تحت تاثير هم زمان فشار و جريان مستقيم با آمپراژ بالا و ولتاژ پايين ميباشد، به عنوان يك روش نوين جهت اصلاح سازي سطح كاشتني استفاده شده است. بدين منظور نمونههاي Ti6Al4V با قطر 18 ميلي¬متر با 4 گرم پودر دي اكسيد تيتانيوم تحت دماي 750 درجه سانتيگراد، فشار 40 مگاپاسكال به مدت 8 دقيقه پوشش داده شد. پوشش اعمالي با استفاده از الگوي پراش پرتو ايكس، ميكروسكوپ الكتروني روبشي، استحكام چسبندگي، آلتراسونيك، طيف سنجي مادون قرمز با تبديل فوريه مورد بررسي قرار گرفت. حداقل ضخامت پوشش 4/1 ميليمتر گزارش شد. نتايج آزمون چسبندگي پوشش نشان داد بيش¬ترين ميزان استحكام پوشش 912/4 مگاپاسكال ميباشد. با توجه به متخلخل بودن پوشش، بارگذاري و رهايش داروي آنتي بيوتيك آزيترومايسين به روش غوطه وري با موفقيت انجام شد. به منظور افزايش بارگذاري دارو و زمان رهايش آن از سطح پوشش اعمالي، آزيترومايسين با غلظتهاي 025/0 ،050/0، 075/0 و 1/0 ميلي گرم و 1 گرم پليمر پلي كاپرولاكتون در آب مقطر و محلول كلروفرم حل گرديد. نمونهها پس از 3 ساعت غوطه¬وري در محلول دارو و پليمر، جهت بررسي رهايش كنترل شده دارو در محلول شبيه سازي شده بدن به مدت 24، 48 و 72 ساعت در دماي 37 درجه سانتيگراد نگهداري شد. هر 24 ساعت يك¬بار، مقدار 8 ميليليتر از محيط رهايش برداشته و جهت ارزيابي ميزان داروي رهايش يافته مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل از اين ارزيابي نشان داد رهايش دارو با غلظت آن رابطه مستقيم دارد. همچنين استفاده از پليمر پلي كاپرولاكتون سبب كاهش رهايش دارو در طولاني مدت و هم¬چنين كاهش اثرات منفي آنتي¬بيوتيك بر سيستم كليوي ميگردد، به طوري كه پس از گذشت 48 ساعت با وجود غلظت بالاي دارو در محلول شبيه سازي شده بدن، شيب غلظت كاهش و ميزان رهايش كم شده است.
چكيده انگليسي :
Abstract
In recent years, with the increase in the number of people involved with bone injuries, the use of biomaterials such as metal implants to replace hard tissues has increased. Titanium and its alloys such as Ti6Al4V are preferred over other materials because of their excellent compatibility and non-toxicity. But along with these properties, there are also disadvantages, in order to reduce them, it is very necessary to perform surface modification operations.. In recent years, various coatings such as ceramic and polymer have been investigated in different ways to overcome the limitations of Ti6Al4V alloy. In this research, the spark plasma sintering process, which is a method to consolidate powder under the simultaneous influence of pressure and direct current with high amperage and low voltage, has been used as a new method to modify the implantable surface. For this purpose, Ti6Al4V samples with a diameter of 18 mm were covered with 4 grams of TiO2 powder under a temperature of 750 degrees Celsius and a pressure of 40 MPa for 8 minutes. Applied coating was investigated using X-ray diffraction pattern(XRD) scanning electron microscope(SEM), adhesion strength, ultrasonic, infrared spectroscopy with Fourier transform. The minimum coating thickness was reported to be 1.4 mm. The results of the coating adhesion test showed that the maximum strength of the coating is 4.912 MPa. Due to the porousity of the coating, the loading and release of the antibiotic drug azithromycin was successfully carried out by the immersion method.In order to increase the loading of the drug and its release time from the surface of the applied coating, azithromycin with concentrations of 0.025, 0.050, 0.075 and 0.1 mg and 1 gram of polycaprolactone polymer was dissolved in distilled water and chloroform solution. The samples were kept for 24, 48 and 72 hours at a temperature of 37 degrees Celsius after being immersed in the drug and polymer solution for 3 hours, in order to check the controlled release of the drug in the simulated body solution. Every 24 hours, 8 ml of the release medium was taken and analyzed to evaluate the amount of drug released.The results of this evaluation showed that drug release has a direct relationship with its concentration. Also, the caprolactone polymer reduces drug consumption during the duration of use, so that since the last 48 hours, with its presence in the simulated body solution, the slope decreases and the amount of drug consumption decreases.