توصيفگر ها :
آلياژ Ti-6Al-4V , شيشه زيستفعال , الكترواسپري , خوردگي , كشت سلول
چكيده فارسي :
آلياژ Ti-6Al-4V بهواسطه خواص زيست سازگاري مناسب آن در مهندسي پزشكي بهطور گستردهاي بهعنوان ايمپلنت مورد استفاده است. از طرفي به علت چالشهاي باليني و ارتوپدي از رهايش شديد يونهاي فلزي و آثار مخرب آن بر بدن، لازم است تا آلياژ مورد پوششدهي قرار گيرد. شيشه زيستفعال با تشكيل پيوند با بافت سخت استخوان در ترميم و بهبود بافتهاي تخريب شده استخواني به كار ميروند. در اين پژوهش، پوشش كامپوزيتي پليكاپرولاكتون-ژلاتين حاوي نانو ذرات شيشه زيستفعال سنتز شده (با اندازهي 12 ± 105 نانومتر) با غلظتهاي مختلف (5، 15و 25 درصد وزني) شيشه زيستفعال به روش الكترواسپري بر روي سطح آندايز شده (در الكتروليت حاوي اتيلن گليكول در ولتاژ 50 ولت به مدت 1 ساعت) آلياژ Ti-6Al-4V اعمالشده است. ارزيابي پوششها با استفاده از الگوي پراش پرتوايكس، ميكروسكوپ الكتروني روبشي، زبري سنجي، اندازهگيري زاويه ترشوندگي، طيفسنجي امپدانس الكتروشيميايي انجام گرفت. نتايج آزمون ترشوندگي نشان داد كه افزايش شيشه زيستفعال تأثير مثبت روي افزايش آبدوستي پوشش دارد. همچنين آزمون خوردگي انجام گرفته روي پوشش نشان داد كه همه پوشش¬ها توانسته¬اند عملكرد روئين بهتري نسبت به زير لايه خام از خود نشان دهند اما پوشش حاوي 15% شيشه زيستفعال رفتار پسيواسيون بهتري در مقايسه با ساير پوشش¬ها از خود نشان داد. بنابراين اين پوشش بهعنوان پوشش بهينه انتخاب شد. همچنين اين پوشش عملكرد خوبي، به لحاظ زبري متوسط(27/2 ميكرومتر)، ترشوندگي بالا(17/54 درجه) و چسبندگي خوب پوشش به زير لايه در كلاسبندي 3B از خود نشان داد، درصورتيكه پوشش حاوي 0%، 5% و 25% به ترتيب در كلاسبندي 1B، 2Bو 1B بودند. بر اساس تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي از نمونه-ها، پس از غوطه¬وري بلند مدت در محلول شبيهسازيشده بدن، با وجود كاهش اندك در ميزان آپاتيت تشكيلشده بر سطح نمونه حاوي 15% شيشه زيستفعال اين پوشش همچنان داراي خاصيت زيستفعالي خوبي است. علاوه بر اين نتايج نشان داد كه پوشش حاوي 15% شيشه زيستفعال از اتصال و گسترش تعداد بيشتري از سلولهاي MG-63 پشتيباني مي¬كند و هيچيك از نمونه¬ها سميت سلولي ايجاد نمي¬كنند.
چكيده انگليسي :
Ti6Al4V alloy is widely used as an implant in biomedical engineering owing to its favorable biocompatibility. However, in clinical and orthopedic applications, the release of metal ions and their detrimental effects on the body pose challenges, necessitating the application of a protective coating on the alloy. Bioactive glass, which forms a bond with the hard bone tissue, plays a crucial role in the repair and improvement of damaged bone tissues. In this study, a composite coating of poly(caprolactone)-gelatin containing synthesized bioactive glass nanoparticles (with a size of 105 nm) at different concentrations (5%, 15%, and 25% by weight) was applied to the surface of a Ti6Al4V alloy via the electrospinning method on the pre-anodized surface (in an electrolyte containing ethylene glycol at 50 volts for 1 h). The coatings were evaluated using X-ray diffraction, scanning electron microscopy, roughness measurements, contact angle measurements, and electrochemical impedance spectroscopy. The wettability test results indicated that the increased bioactive glass content had a positive effect on the hydrophilicity of the coating. Corrosion tests on the coatings demonstrated that all coatings outperformed the bare substrate, but the coating containing 15% bioactive glass exhibited better passivation behavior than the other coatings. Therefore, this coating was selected as the optimal coating material. Additionally, this coating showed good performance in terms of average roughness (2.27 µm), high wettability (54.17 °), and good adhesion to the substrate, classified as 3 B, while coatings containing 0%, 5%, and 25% were classified as 1 B, 2 B, and 1 B, respectively. Based on scanning electron microscopy images of the samples after long-term immersion in a simulated body fluid, despite a slight reduction in apatite formation on the surface of the sample containing 15% bioactive glass, this coating still exhibited good bioactive properties. Furthermore, the results indicated that the coating containing 15% bioactive glass supported the attachment and proliferation of a higher number of MG-63 cells, and none of the samples exhibited cellular toxicity.
