توصيفگر ها :
پوشش دهي الكتروفورتيك , نانو كامپوزيت , هيدروكسي آپاتيت , كيتوسان , نانو ذرات نقره , آلومينا
چكيده فارسي :
چكيده
در اين پژوهش رسوب نشاني نانوكامپوزيت هيدروكسي آپاتيت و پوششهاي دو جزئي هيدركسي آپاتيت/كيتوسان و هيدروكسي آپاتيت/ آلومينا و هيدروكسي آپاتيت / نانوذرات نقره پوششهاي سه جزئي هيدروكسي آپاتيت/كيتوسان/ نانوذرات نقره/ آلومينا بر آلياژ تيتانيوم به روش الكتروفورتيك انجام شد. ابتدا پودر هيدروكسي آپاتيت (HA) سنتز شد و پودر با مورفولوژي كروي و با اندازه دانه تقريباً 24 نانومتر بدست آمد. سپس پوشش تك جزئي هيدروكسي آپاتيت با استفاده از رسوب نشاني الكتروفورتيك (EPD) از سوسپانسيونهاي اتانول، حاوي نانوذرات هيدروكسي آپاتيت با غلظتهاي 2 ، 5 و 10 گرم بر ليتر در دو ولتاژ 20 و 60 ولت و زمانهاي رسوب نشاني 30 ،120 ،240 ،360 ،480 و 600 ثانيه انجام گرفت. به منظور بهبود چسبندگي پوشش به زيرلايه تعدادي از پوششها در دماهاي 400 و 600 و 800 درجه سانتيگراد زينتر شدند. سينتيك رسوب نشاني ، ميكروساختار پوشش ها و مقاومت به خوردگي آنها در محيط شبيه سازي شده بدن مورد بررسي قرار گرفت و در نهايت پوششهاي رسوب داده به عنوان پوشش بهينه در نظر گرفته شد. در مرحله ي بعد پوششهاي دو جزئي هيدروكسي آپاتيت/كيتوسان با استفاده از روش رسوب نشاني الكتروفورتيك از سوسپانسيونهاي حاوي g/l 5/0 كيتوسان وهيدروكسي آپاتيت با غلظت هاي g/l 2و 5 و10 در ولتاژ60 ولت و در زمانهاي رسوب نشاني 30 ،120 ،240 ،360 ،480 و 600 ثانيه انجام شد. در سوسپانسيونهاي HA/CS، اتانول به عنوان حلال و آب با غلظت بهينه براي الكل (%15 براي اتانول و اسيد استيك %1 براي حل كردن كيتوسان درنظر گرفته شد . مكانيزم رسوبنشاني تعيين شد و پوششها از نظر كيفيت ظاهري ، وجود تركها ، استحكام چسبندگي و مقاومت به خوردگي مقايسه شدند . همچنين با مقايسه خواص اين پوششها با پوششها HA ، مشخص شد كيتوسان تاثير خوبي بر كيفيت و استحكام پوشش دارد . به منظور بالا بردن مقاومت به خوردگي و سختي پوششها ، پوشش نانو كامپوزيتي هيدروكسي آپاتيت/ آلومينا ايجاد شد . آلومينا تاثير خوبي بر استحكام پوشش و مقاومت در برابر خوردگي نشان داد.
يك پوشش زيست كامپوزيتي حاوي كيتوزان ، نقره و هيدروكسي آپاتيت با استفاده از رسوبات الكتروفورتيك روي بستر تيتانيوم توليد شد . پوشش ها توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي(SEM) ، پراش اشعه ايكس(XRD) ، طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه (FTIR) ، سميت سلولي (MTT) ، طيف سنج پراش انرژي پرتو ايكس (EDX) مشخص شد. نتايج نشان داد كه پوششهاي تهيه شده داراي ريخت شناسي فشرده و متراكم بوده و نقره به طور مساوي توزيع مي شود آزمايش پوشش هاي تهيه شده با باكتريايي گرم مثبت و گرم منفي به دليل اثر هم افزايي نقره و كيتوزان ، فعاليت ضد باكتري به نمايش گذاشت . همچنين پوشش هاي تهيه شده براي سلول هاي MG-63 غير سمي هستند . اين نتايج نشان مي دهد كه پوشش هاي زيست كامپوزيتي كيتوزان / نقره/ هيدروكسي آپاتيت مي توانند از عفونت باكتريايي ايمپلنت جلوگيري كنند .
پوشش هاي لايه نشاني شده به وسيله ميكروسكوب الكتروني روبشي(SEM) ، پراش اشعه ايكس (XRD) ، (EDX)، طيف سنج مادون قرمز تبديل فوريه(FTIR) ، آناليز شدند .
چكيده انگليسي :
Abstract
In this research, the deposition of hydroxyapatite nanocomposite and two-part coatings of hydroxyapatite/chitosan and hydroxyapatite/alumina and hydroxyapatite/silver nanoparticles and three-part coatings of hydroxyapatite/chitosan/silver nanoparticles/alumina on titanium alloy was done by electrophoretic method. First, hydroxyapatite (HA) powder was synthesized and the powder with spherical morphology and grain size of approximately 24 nm was obtained. Then, single-particle hydroxyapatite coating using electrophoretic deposition (EPD) from ethanol suspensions, containing hydroxyapatite nanoparticles with concentrations of 2, 5, and 10 grams per liter at two voltages of 20 and 60 volts and deposition times of 30, 120, 240, 360 , 480 and 600 seconds were done. In order to improve the adhesion of the coating to the substrate, a number of coatings were sintered at temperatures of 400, 600, and 800 degrees Celsius The deposit kinetics, the microstructure of the coatings and their corrosion resistance were studied in the simulated body environment and finally the deposited coatings were considered as the optimal coatingIn the next step, two-component coatings of hydroxyapatite/chitosan using the electrophoretic deposition method of suspensions containing 5/0 g/l chitosan and hydroxyapatite with concentrations of 2, 5, and 10 g/l at 60 volts and at deposition times of 30, 120, 240, 360, 480 and 600 seconds done. In HA/CS suspensions, ethanol was considered as the solvent and water with the optimal concentration for alcohol (for ethanol and 1% acetic acid to dissolve chitosan).
The deposition mechanism was determined and the coatings were compared in terms of appearance quality, presence of cracks, adhesion strength and corrosion resistance. Also, by comparing the properties of these coatings with HA coatings, it was found that chitosan has a good effect on the quality and strength of the coating. In order to increase the corrosion resistance and hardness of the coatings, a hydroxyapatite/alumina nanocomposite coating was created. Alumina showed a good effect on the strength of the coating and corrosion resistance A biocomposite coating containing chitosan, silver and hydroxyapatite was produced using electrophoretic deposition on a titanium substrate. The coatings were characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), cytotoxicity (MTT), and X-ray energy diffraction spectrometer (EDX). The results showed that the coatings The preparation has compact and dense morphology and the silver is evenly distributed. Testing the prepared coatings with gram positive and gram negative bacteria showed antibacterial activity due to the synergistic effect of silver and chitosan. Also, the coatings prepared forMG-63 cells are non-toxic. These results show that chitosan/silver/hydroxyapatite biocomposite coatings can prevent bacterial infection of the implant.
The coated layers were analyzed by scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD), EDX, and Fourier transform infrared spectrometer (FTIR).
