سنتز و مشخصهیابی فیزیکی-مکانیکی کامپوزیت بتاتری کلسیم فسفات- هیدروکسی آپاتیت- شیشه زیستفعال برای کاربرد در ترمیم بافتهای استخوانی
محورهای موضوعی :
نانومواد
سیدکمال سیدمجیدی
1
,
فتحاله مضطرزاده
2
,
مریم سیدمجیدی
3
,
سیدعلی سیدمجیدی
4
1 - دانشکده مهندسی مواد و صنایع، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران
2 - دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
3 - مرکز تحقیقات مواد دندانی، پژوهشکده سلامت، دانشگاه علوم پزشکی بابل، بابل، ایران
4 - مرکز تحقیقات مواد دندانی، پژوهشکده سلامت، دانشگاه علوم پزشکی بابل، بابل، ایران
تاریخ دریافت : 1402/04/26
تاریخ پذیرش : 1402/04/26
تاریخ انتشار : 1402/04/01
کلید واژه:
هیدروکسی آپاتیت,
سل- ژل,
شیشه زیستفعال,
بتاتری کلسیم فسفات,
بازسازی بافت استخوان,
چکیده مقاله :
در این پژوهش، شیشه زیستفعال به روش سل-ژل سنتز شد و با آنالیزهای XRD، FTIR، SEM و DLS مورد سنجش قرار گرفت. ساخت کامپوزیت با ترکیب بهینه 40% شیشه زیستفعال، 30% بتاتری کلسیم فسفات و 30% هیدروکسی آپاتیت (HAp) به روش پرس سرد انجام و سپس نمونهها زینتر شدند. به منظور بررسی زیستفعالی، نمونهها در محلول SBF غوطهور شده و در نهایت پس از خشکسازی مورد آنالیزهای XRD و SEM قرار گرفتند. استحکام فشاری نمونهها قبل و بعد از غوطهوری در SBF توسط ماشین تست یونیورسال ارزیابی شد. آنالیز XRD و FTIR حاکی از صحت ترکیب شیمیایی و استوکیومتری بودن پودر شیشه زیستفعال سنتز شده و آمورف بودن آن بود. طبق آنالیز DLS اندازه ذرات پودر شیشه زیستفعال در محدوده nm 250-300 بود. دمای بهینه جهت زینتر کردن نمونهها طبق نتایج DTA، C° 800 تعیین شد. آنالیز XRD و SEM نمونههای کامپوزیتی قرار داده شده در محلول شبیهسازی شده بدن مؤید تشکیل لایه HAp روی سطح و زیستفعالی خوب آنها بود. بیشترین میزان استحکام فشاری در نمونه قبل از زینتر شدن MPa 83/0 اندازهگیری شد که این میزان پس از زینتر شدن و با افزایش زمان غوطهوری در SBF کاهش نشان داد. با توجه به نتایج، نمونههای کامپوزیتی ساخته شده دارای خصوصیات فیزیکی-مکانیکی و زیستفعالی قابل قبول بوده و میتواند گزینه مناسبی جهت استفاده به عنوان جایگزین بافت استخوان به شمار رود.
منابع و مأخذ:
Polini, H. Bai, A.P. Tomsia, WIREs Nanomedicine and Nanobiotechnology, 5, 2013, 399.
Ghomi, M. Fathi, H. Edris, Ceramics International, 37, 2011, 1819.
R. Jones, Acta Biomaterialia, 9, 2013, 4457.
R. Paital, N.B. Dahotre, Materials Science and Engineering: R: Reports, 66, 2009, 1.
R. Boccaccini, P.X. Ma. "Tissue engineering using ceramics and polymers", Elsevier, 2014.
Bohner, B.L.G. Santoni, N. Dobelin, Acta Biomaterialia, 113, 2020, 23.
Seyedmajidi, S. Seyedmajidi, H. Alaghehmand, K. Hajian-Tilaki, S. Haghanifar, E. Zabihi, Eurasian J Anal Chem, 13, 2018, em17.
C. Pires, R.C. da Silva, P.P. Poli, F. Ruas Esgalha, H. Hadad, L.P. Palin, Materials, 13, 2020, 4902.
Li, Y. Yuan, L. Liu, Y.S. Leung, Y. Chen, Y. Guo, Bio-Design and Manufacturing, 3, 2020, 15.
Hu, W. Zhang, D. Hou, Ceramics International, 46, 2020, 9810.
Taherian, R. Rojaee, M. Fathi, M. Tamizifar, Journal of Advanced Ceramics, 3, 2014, 207.
Kokubo, Journal of Non-Crystalline Solids, 120, 1990, 138.
Molino, M.C. Palmieri, G. Montalbano, S. Fiorilli, C. Vitale-Brovarone, Biomedical Materials, 15, 2020, 022001.
M. Bouler, P. Pilet, O. Gauthier, E. Verron, Acta Biomaterialia, 53, 2017, 1.
Rh. Owen, M. Dard, H. Larjava, Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials, 106, 2018, 2493.
Shuai, P. Li, J. Liu, S. Peng, Materials Characterization, 77, 2013, 23.
Thamma, T.J. Kowal, M.M. Falk, H. Jain, Scientific Reports, 11, 2021, 1.
Kokubo, H. Kushitani, S. Sakka, T. Kitsugi, T. Yamamuro, Journal of Biomedical Materials Research, 24, 1990, 721.
Foroutan Koudehi, F. Ghanezadeh, A. Amiri, A. Imani Fooladi, M. Nourani, Avicenna Journal of Clinical Medicine, 21, 2014, 152.
Balamurugan, G. Sockalingum, J. Michel, J. Fauré, V. Banchet, L. Wortham, Materials Letters, 60, 2006, 3752.
Mortazavi, M.M. Nahrkhalaji, M. Fathi, S. Mousavi, B. N. Esfahani, Journal of Biomedical Materials Research Part A: Biomaterials, 94, 2010, 160.
Seyedmajidi, S. Haghanifar, K. Hajian-Tilaki, S. Seyedmajidi, Biomedical Materials, 13, 2018, 025015.
Seyedmajidi, R. Rajabnia, M. Seyedmajidi, Journal of Laboratory Physicians, 10, 2018, 265.
R. Jones, L.M. Ehrenfried, L.L. Hench, Biomaterials, 27, 2006, 964.
L. Hench, D.L. Wheeler, D.C. Greenspan, Journal of Sol-gel Science and Technology, 13, 1998, 245.
Kokubo, "Bioceramics and their clinical applications", Elsevier, 2008.
R. Jones, T.F. Kemp, M.E. Smith, Key Engineering Materials, 309, 2006, 1031.
S. Lin, C. Ionescu, K.J. Pike, M.E. Smith, J.R. Jones, Journal of Materials Chemistry, 19, 2009, 1276.
_||_
Polini, H. Bai, A.P. Tomsia, WIREs Nanomedicine and Nanobiotechnology, 5, 2013, 399.
Ghomi, M. Fathi, H. Edris, Ceramics International, 37, 2011, 1819.
R. Jones, Acta Biomaterialia, 9, 2013, 4457.
R. Paital, N.B. Dahotre, Materials Science and Engineering: R: Reports, 66, 2009, 1.
R. Boccaccini, P.X. Ma. "Tissue engineering using ceramics and polymers", Elsevier, 2014.
Bohner, B.L.G. Santoni, N. Dobelin, Acta Biomaterialia, 113, 2020, 23.
Seyedmajidi, S. Seyedmajidi, H. Alaghehmand, K. Hajian-Tilaki, S. Haghanifar, E. Zabihi, Eurasian J Anal Chem, 13, 2018, em17.
C. Pires, R.C. da Silva, P.P. Poli, F. Ruas Esgalha, H. Hadad, L.P. Palin, Materials, 13, 2020, 4902.
Li, Y. Yuan, L. Liu, Y.S. Leung, Y. Chen, Y. Guo, Bio-Design and Manufacturing, 3, 2020, 15.
Hu, W. Zhang, D. Hou, Ceramics International, 46, 2020, 9810.
Taherian, R. Rojaee, M. Fathi, M. Tamizifar, Journal of Advanced Ceramics, 3, 2014, 207.
Kokubo, Journal of Non-Crystalline Solids, 120, 1990, 138.
Molino, M.C. Palmieri, G. Montalbano, S. Fiorilli, C. Vitale-Brovarone, Biomedical Materials, 15, 2020, 022001.
M. Bouler, P. Pilet, O. Gauthier, E. Verron, Acta Biomaterialia, 53, 2017, 1.
Rh. Owen, M. Dard, H. Larjava, Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials, 106, 2018, 2493.
Shuai, P. Li, J. Liu, S. Peng, Materials Characterization, 77, 2013, 23.
Thamma, T.J. Kowal, M.M. Falk, H. Jain, Scientific Reports, 11, 2021, 1.
Kokubo, H. Kushitani, S. Sakka, T. Kitsugi, T. Yamamuro, Journal of Biomedical Materials Research, 24, 1990, 721.
Foroutan Koudehi, F. Ghanezadeh, A. Amiri, A. Imani Fooladi, M. Nourani, Avicenna Journal of Clinical Medicine, 21, 2014, 152.
Balamurugan, G. Sockalingum, J. Michel, J. Fauré, V. Banchet, L. Wortham, Materials Letters, 60, 2006, 3752.
Mortazavi, M.M. Nahrkhalaji, M. Fathi, S. Mousavi, B. N. Esfahani, Journal of Biomedical Materials Research Part A: Biomaterials, 94, 2010, 160.
Seyedmajidi, S. Haghanifar, K. Hajian-Tilaki, S. Seyedmajidi, Biomedical Materials, 13, 2018, 025015.
Seyedmajidi, R. Rajabnia, M. Seyedmajidi, Journal of Laboratory Physicians, 10, 2018, 265.
R. Jones, L.M. Ehrenfried, L.L. Hench, Biomaterials, 27, 2006, 964.
L. Hench, D.L. Wheeler, D.C. Greenspan, Journal of Sol-gel Science and Technology, 13, 1998, 245.
Kokubo, "Bioceramics and their clinical applications", Elsevier, 2008.
R. Jones, T.F. Kemp, M.E. Smith, Key Engineering Materials, 309, 2006, 1031.
S. Lin, C. Ionescu, K.J. Pike, M.E. Smith, J.R. Jones, Journal of Materials Chemistry, 19, 2009, 1276.