پديد آورنده :
احمدي خويي، نرگس
عنوان :
مشخصه يابي نانو ذرات(باريم- كلسيم) تيتانات و كاربرد آن در داربست نانو ليفي كامپوزيتي پلي وينيليدين فلورايد- پلي وينيل الكل براي مهندسي بافت استخوان
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب مواد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مواد
صفحه شمار :
چهارده، ۱۰۱ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مهشيد خرازيها، شيدا لباف
استاد مشاور :
شهاب تركيان
توصيفگر ها :
مهندسي بافت استخوان , پيزو الكتريك , سل- ژل , باريم - كلسيم تيتانات , پلي وينيليدين فلورايد , پلي وينيل الكل , الكترو ريسي
استاد داور :
رحمت الله عمادي، فرزانه علي حسيني
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/01/18
چكيده فارسي :
چكيده ترميم عيوب استخواني و بازسازي بافت استخوان يكي از مهمترين چالشها در عصر حاضر محسوب ميشود مهندسي بافت استخوان يكي از بهترين گزينهها براي بازسازي بافت استخوان است امروزه كاربرد مواد هوشمند مانند مواد پيزوالكتريك جهت سرعت بخشيدن به روند ترميم عيوب استخواني از طريق ايجاد پالسها ي الكتريكي در مهندسي بافت رو به افزايش است هدف از پژوهش حاضر ساخت داربست نانوكامپوزيتي ليفي پليوينيليدين فلورايد پليوينيل الكل باريم كلسيم تيتانات و مشخصهيابي آن است در اين راستا ابتدا نانوذرات باريم كلسيم تيتانات حاوي 0 01 02 04 و 001 درصد مولي كلسيم جايگزين باريم به روش سل ژل سنتز شد با استفاده از الگوي پراش پرتو ايكس ميكروسكوپ الكتروني روبشي آزمون رامان و طيف سنجي پرا ش انرژي پرتو ايكس جايگزيني كلسيم در ساختار تاييد شد در اثر جايگزيني كلسيم در بيشتر از 01 درصد مولي فاز ثانويه كلسيم تيتانات در كنار باريم تيتانات مشاهده شد ضمن آنكه اين جانشيني اتمي در باالتر از 01 درصد مولي منجر به كاهش اندازه بلورك در حدود 2 2 برابر واندازه ذرات در حدود 3 1 برابر شد جانشيني كلسيم در ساختار باريم تيتانات همچنين منجر به تغيير ثابت دي الكتريك از 882 در باريم تيتانات خالص به 85 در نمونه حاوي 001 درصد مولي كلسيم شد همچنين زيستفعالي نانوپودرها از طريق غوطهوري در محلول شبيهسازي شده ي بدن ارزيابي شد نتايج نشان داد كه وارد كردن كلسيم به ساختار باريم تيتانات تا 04 درصد مولي سبب افزايش قابل توجه زيست فعالي اين ماده ميشود عالوه بر اين تاثير كلسيم موجود در ساختار باريم كلسيم تيتانات بر رفتار سلولهاي 36 M G بررسي شد نتايج حاصل از آزمون M TT نشان داد جايگزيني يون كلسيم در ساختار باريم تيتانات در مقادير مولي باالتر از 01 درصد ميتواند سبب بهبود قابليت رشد و تكثير سلولي شود بر اين اساس نتايج بدست آمده نشان داد كه نانوذرات باريم كلسيم تيتانات حاوي 01 درصد مولي كلسيم و اندازه ذرات 21 86 نانومتر داراي خواص زيستي و الكتريكي بهينه است در بخش بعدي داربست ليفي نانوكامپوزيتي پليوينيليدين فلورايد پليوينيل الكل باريم كلسيم تيتانات به روش الكتروريسي ساخته و مشخصهيابي شد همچنين اثر افزودن غلظتهاي مختلف نانوذرات باريم كلسيم تيتانات 0 1 2 و5 درصد وزني بر تغييرات مورفولوژي خواص مكانيكي و زيستي داربستهاي ليفي مورد ارزيابي قرار گرفت نتايج نشان داد كه افزودن نانوذرات باريم كلسيم تيتانات تا پنج درصد وزني سبب افزايش دو برابري قطر الياف از 14 283 نانومتر به 921 877 نانومتر و افزايش 3 1 برابري زاويه ترشوندگي با آب نسبت به نمونه خالص پليوينيليدين فلورايد پليوينيل الكل شد همچنين به دليل كلوخه اي شدن ذرات باريم كلسيم تيتانات در ساختار داربست بيشترين استحكام در نمونه حاوي يك درصد وزني نانوذره 8 1 56 4مگاپاسكال مشاهده شد به عالوه حضور نانوذ رات باريم كلسيم تيتانات در زمينه داربست تهيه شده سبب القاي خاصيت زيستفعالي به آن شد الزم به ذكر است با توجه به نتايج آزمون سميت سلولي باالترين درصد زيستپذيري 3 631 درصد كنترل در داربست حاوي يك درصد وزني از نانو ذرات پس از گذشت هفت روز از كاشت سلولهاي استخواني 36 M G مشاهده شد همچنين با افزايش ميزان نانوذرات باريم كلسيم تيتانات از 1 به 5 درصد وزني در ساختار داربست ليفي پليوينيليدين فلورايد پلي وينيل الكل باريم كلسيم تيتانات قابليت چسبندگي سلولهاي استخواني 36 M G افزايش يافت بر اين اساس داربست ليفي ن انو كامپوزيتي پليوينيليدين فلورايد پليوينيل الكل باريم كلسيم تيتانات ميتواند داربست مناسبي جهت ترمي م عيوب استخواني در مهندسي بافت استخوان باشد كلمات كليدي مهندسي بافت استخوان پيزوالكتريك سل ژل باريم كلسيم تيتانات پليوينيليدين فلورايد پليوينيل الكل الكتروريسي
چكيده انگليسي :
102AbstractRestoration of bone defects and bone remodeling is one of the most important challenges in thepresent age Bone tissue engineering is one of the best choices for the reconstruction of bone tissue Today the use of smart materials such as piezoelectric materials to accelerate the process of bonedefect repair through the creation of pulses in tissue engineering is increasing The purpose of thisresearch is to construct polyvinylidine fluoride poly vinyl alcohol fibrous nanocomposite scaffolds barium calcium titanate and to characterize it In this regard first of all barium calcium titanatenanoparticles containing 0 10 20 40 and 100 molar calcium substituted barium weresynthesized by sol gel method By using X ray diffraction pattern scanning electron microscopy Raman test and X ray diffraction spectroscopy calcium replacement was confirmed in thestructure Due to the replacement of calcium in more than 10 mol the secondary phase ofcalcium titanate was observed in addition to barium titanate At the same time this atomicsubstitution in excess of 10 molar resulted in a decrease in the size of the crystalline cell about2 2 times and particle size about 1 3 times substitution of calcium in the structure of bariumtitanate also led to a constant dielectric of 288 in pure barium titanate to 58 in a samplecontaining 100 molar calcium The bioactive properties of nanopowders were also assessed byimmersion in a simulated body fluid The results showed that substitution of calcium in bariumtitanate up to 40 mol caused a significant increase in the bioactivity of this material In addition the effect of calcium in the structure of barium calcium titanate on the behavior of MG63 cells wasinvestigated The results of the MTT test showed that replacement of calcium ions in thestructure of barium titanate for molar values higher than 10 could improve cell growthand proliferation Accordingly the results showed that barium calcium titanatenanoparticles containing 10 molar calcium and 68 12 nm particles had optimalbiological and electrical properties In the next section the polyvinylidine fluoride poly vinyl alcohol fibrous nanocomposite scaffold barium calcium titanate was made byelectrospinning method Also the effect of adding different concentrations of barium calciumtitanate nanoparticles 0 1 2 and 5 wt on morphological changes mechanical and biologicalproperties of scaffolds were evaluated The results showed that the addition of barium calciumtitanate nanoparticles up to 5 wt increased the fiber diameter by 2 times from 382 41nm to to778 129 nm and reduced the wetting angle with water by 1 3 times than pure poly vinylidinefluoride poly vinyl alcohol Also due to the agglomeration of the barium calcium titanate particlesin the structure of the scaffold the highest strength was observed in the sample containing 1wt ofthe nanoparticle 8 1 4 65 MPa In addition the presence of barium calcium titanatenanoparticles in the scaffold caused the induction of its bioactive effect It should be noted thataccording to the results of cytotoxicity test the highest biodegradability 136 3 control wasobserved in scaffolds containing 1wt of nanoparticles after 7 days of implantation of MG63 bonecells Also by increasing the amount of barium calcium titanate nanoparticles from 1 to 5 byweight in the polyvinylidene fluoride poly vinyl alcohol fiber barium calcium titanate fibrousscaffold structure the adhesion of MG63 cells increased Accordingly polyvinylidine fluoride poly vinyl alcohol barium calcium titanate nano composite fibreboard scaffold can be a suitablescaffold for bone defect repair in bone tissue engineering Keywords bone tissue engineering sol gel barium calcium titanate poly vinylidinefluoride electrospinning poly vinyl alcohol
استاد راهنما :
مهشيد خرازيها، شيدا لباف
استاد مشاور :
شهاب تركيان
استاد داور :
رحمت الله عمادي، فرزانه علي حسيني
