شماره مدرك :
19963
شماره راهنما :
2279 دكتري
پديد آورنده :
مفضلي، پريناز
عنوان :

تاثير رهايش دوگانه فاكتور رشد شبه انسولين-1 و آنتي بيوتيك سفازولين از پوشش هاي چند لايه پليمري روي Ti6Al4V ساخت افزودني براي كاربردهاي اورتوپدي

مقطع تحصيلي :
دكتري
گرايش تحصيلي :
مواد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1403
صفحه شمار :
شش، 106ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
Ti6Al4V ساخت افزودني , سيستم هاي خود مونتاژ لايه به لايه , حامل زيست پليمري , فاكتور رشد شبه انسولين , سفازولين
تاريخ ورود اطلاعات :
1403/09/03
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد
دانشكده :
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1403/09/04
كد ايرانداك :
23063570
چكيده فارسي :
بهبود نقايص استخوان در داربست¬هاي Ti6Al4V توليد شده با روش ساخت افزودني، يك رويكرد اميدواركننده است كه مي¬تواند به طور قابل توجهي بازسازي استخوان را افزايش داده و بهبود را تسريع بخشد. در اين مطالعه، ابتدا بررسي نمونه¬هاي بالك Ti6Al4V ساخته شده با ذوب ليزري انتخابي (SLM) و ذوب پرتو الكتروني (EBM) انجام شد. كار حاضر با هدف مقايسه براساس ويژگي¬هاي ريزساختاري، مكانيكي وناهمسانگردي الكتروشيميايي (صفحات -x، -y و -z) براي Ti6Al4V SLM-X2، SLM-XY، و EBM انجام شده است. به طوركلي، نتايج تجربي نشان داد كه مواد SLM مقاومت به خوردگي بالاتري نسبت به EBM نشان مي‌دهند. با اين حال، صفحات ساخت(-x) در نمونه¬هاي SLM بالاترين مقاومت خوردگي( Ω.cm202/71) را در مقايسه با ساير نمونه‌ها نشان داده است. در ادامه، داربست¬هاي Ti6Al4V توليد شده با استفاده از روش ذوب پرتو الكتروني در محلول قليايي براي به دست آوردن فازهاي زيست فعال آناتاز و روتيل اصلاح شدند. نتايج ترشوندگي نشان داد كه سطح اصلاح شده زاويه تماس كمتر از 5/11 درجه را نشان داد. در مرحله بعد، يك حامل زيست پليمري تركيبي (ژلاتين/آلژينات) حاوي فاكتور رشد شبه انسولين-1 با استفاده از روش غوطه¬وري روي نمونه¬ها پوشش داده شد. نتايج نشان داد كه داربست‌هاي متخلخل Ti6Al4V اصلاح‌شده، زنده‌ماني سلولي (از 7/80 به 1/104 (% زنده‌ماني)) و تكثير را به‌طور قابل‌توجهي افزايش دادند، كه كاربرد بالقوه در نقص‌هاي استخواني را نويد مي¬دهد. اين مطالعه نشان مي‌دهد كه داربست‌هاي متخلخل با پوشش‌هاي Gel/Alg-IGF-1 مي‌توانندگزينه¬ي مفيدي براي كاشتني‌هاي اورتوپدي باشند. از طرفي، در فاز نهايي جهت جلوگيري از عفونت¬ها و بهبود بازسازي استخوان داربست¬هاي متخلخل Ti6Al4V، سيستم¬هاي خود مونتاژ لايه به لايه از طريق حامل¬هاي تك لايه و چند لايه كه شامل تركيب (Gel/Alg-IGF-1 + Chi-Cef) است، بر روي سطح كاشتني¬هاي متخلخل اعمال شد و انتشار حامل¬هاي حاوي داروي فاكتور رشد شبه انسولين-1 و سفازولين مورد مطالعه قرار گرفت. مورفولوژي سلولي مشخص شد و خواص ضد ميكروبي مواد توليد شده مورد ارزيابي قرار گرفت. مورفولوژي سلولي نشان داد كه حامل هاي چندلايه تعداد سلول¬هاي بيشتري در مقايسه با تك لايه¬ها دارند، در حالي كه نسبت شيميايي بين ژلاتين و آلژينات [(4Gel/Alg-IGF-1) Chi-Cef] نشان داد كه اين حامل تك لايه وضعيت نزديكي به نمونه¬هاي چندلايه دارد. بررسي خواص ضدميكروبي نشان داد كه افزايش تعداد لايه¬هاي حامل پليمري در طي روش لايه به لايه، هاله عدم رشد با حداكثر قطر 6/0 ± 16 ميلي¬متر ايجاد كرده است. در اين مطالعه سيستم‌هايي براي كنترل رهايش داروها مورد آزمايش قرار گرفت كه براي بهبود رفتار سلول‌هاي MG63 و جلوگيري از تجمع باكتري در هنگام كاربرد اورتوپدي استفاده مي‌شود.
چكيده انگليسي :
Enhancing bone defect repair using Ti6Al4V scaffolds produced by additive manufacturing presents a promising approach to significantly improve bone regeneration and accelerate healing. In this study, bulk Ti6Al4V samples fabricated via selective Laser Melting (SLM) and Electron Beam Melting (EBM) were initially examined. The objective of this work is to compare these samples based on their microstructural, mechanical, and electrochemical anisotropic properties (in the -x, -y, and -z planes) for Ti6Al4V SLM-X2, SLM-XY, and EBM samples. Experimental results indicated that SLM materials exhibit higher corrosion resistance than EBM. Specifically, the (-x) plane in SLM samples showed the highest corrosion resistance (71.202 Ω·cm²) among all samples tested. Subsequently, Ti6Al4V scaffolds produced via EBM were modified in an alkaline solution to develop bioactive anatase and rutile phases. Wettability testing showed that the modified surface exhibited a contact angle of less than 11.5°, demonstrating enhanced hydrophilicity. Next, a composite biopolymer carrier (gelatin/alginate) containing insulin-like growth factor-1 (IGF-1) was applied to the samples via the dipping method. Results demonstrated that the modified porous Ti6Al4V scaffolds significantly increased cell viability (from 80.7% to 104.1%) and cell proliferation, indicating strong potential for bone defect applications. This study suggests that porous scaffolds coated with Gel/Alg-IGF-1 could be a valuable option for orthopedic implants. In the final phase, to prevent infections and further enhance bone regeneration in the porous Ti6Al4V scaffolds, layer-by-layer self-assembly systems were applied with single and multilayer carriers containing a combination of Gel/Alg-IGF-1 and Chi-Cef on the surface of the porous implants. The release profiles of IGF-1 and cefazolin from these carriers were analyzed. Cellular morphology was characterized, and the antimicrobial properties of the materials were eva‎luated. Results revealed that multilayer carriers supported a higher cell count compared to single-layer carriers, while the chemical ratio of gelatin to alginate [(4Gel/Alg-IGF-1) Chi-Cef] in the single-layer carrier closely resembled that of the multilayer samples. Antimicrobial assessment demonstrated that increasing the number of polymeric carrier layers in the layer-by-layer system produced an inhibition zone with a maximum diameter of 16.6 ± 0.6 mm. This study eva‎luated drug-release control systems designed to enhance MG63 cell behavior and prevent bacterial accumulation in orthopedic applications.
استاد راهنما :
مسعود عطاپور
استاد مشاور :
محمد خدائي , محمدعلي شيخ السلام , عبدالله صبوري
استاد داور :
فاطمه داور , عليرضا علافچيان , حسين صالحي
لينک به اين مدرک :

بازگشت