تهیه، مشخصه‌یابی و ارزیابی مقایسه‌ای زیست فعالی سه نوع نانو پودر شیشه زیست فعال برای کاربردهای پزشکی

نویسندگان

1 آزاداسلامی نجف آباد

2 دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

ساخت بیوموادی که توانایی تشکیل یک پیوند مستحکم با بافت استخوان برای ترمیم مناسب سیستم اسکلتی استخوان را داشته باشد، یکی از اهداف محققان علم بیومواد است. شیشه‌های زیست فعال در سیستم CaO-SiO2-P2O5 به دلیل توانایی پیوند با بافتهای نرم و سخت از جمله مهمترین بیومواد مصرفی در پزشکی و دندان پزشکی برای کاربردهایی چون ترمیم عیوب استخوانی و نوسازی فک و صورت‌اند. هدف از پژوهش حاضر، تولید نانو پودر شیشه زیست فعال با روش سل- ژل و شناسایی مناسبترین ترکیب آن برای کاربرد در بدن است. سه ترکیب مختلف (58S،49S،45S) به روش سل- ژل تهیه شد. از تکنیک پراش پرتو ایکس (XRD) و روش فلورسانس اشعه ایکس (XRF) برای مشخصه یابی و ارزیابی ساختار شیشه‌ای و آمورف محصول تولیدی و بررسی ترکیب شیمیایی نانو پودرهای تهیه شده بهره گرفته شد. سپس به کمک میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) شکل و اندازه ذرات ارزیابی شد. در ادامه، به منظور بررسی زیست فعالی نانو پودرهای تهیه شده، شیشه‌های زیست فعال تولیدی در مایع شبیه سازی شده بدن (SBF) در دمای 37 درجه سانتیگراد به مدت سی روز غوطه ور شد. پس از آن، از روشهای طیف سنجی مادون قرمز (FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) برای بررسی تشکیل لایه آپاتیت و تعیین زیست فعالی نانو پودرهای تهیه شده، استفاده شد. ارزیابی با میکروسکوپ الکترونی عبوری، حصول پودر در اندازه‌های زیر 100 نانومتر را تایید کرد. آزمونهای به عمل آمده، تشکیل لایه آپاتیت را بر روی نانو پودرهای تولیدی تایید کرد که نشان دهنده زیست فعالی شیشه‌های زیست فعال بود. نتایج آزمایشات نشان داد که شیشه زیست فعال با ترکیب S45 زیست فعالی بیشتری نسبت به دو ترکیب S49 و S58 دارد. شایان ذکر است از طریق بهینه سازی ترکیب شیمیایی شیشه زیست فعال امکان استفاده از نانو پودر شیشه‌های زیست فعال برای کاربردهای پزشکی و به ویژه ترمیم استخوان و درمان نواقص استخوانی تسهیل می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Preparation, Characterization and Comparative Evaluation of Bioactivity of Three Different Bioactive Glass Nano Powders for Medical Applications

نویسندگان [English]

  • H. Edris 1
  • M. H. Fathi 2
1 Department of Materials Engineering, Azad University of Najafabad, Isfahan.
2 Department of Materials Engineering, Isfahan University of Technology,Isfahan
چکیده [English]

Fabrication of biomaterials with ability to form a bond with bone tissue for bone skeletal system repair is one of the biomaterial science aims. Bioactive glasses containing CaO-SiO2-P2O5 are among the most important groups used in biomedicine and dentistry such as bone defect repair and maxillo-facial reconstruction. The aim of this work was preparation and characterization of nano particle bioactive glass with optimum bioactivity. Bioactive glasses with three different compositions (45S, 49S and 58S) were prepared via sol- gel technique. X- ray diffraction (XRD) technique and X- ray fluorescent (XRF) method were utilized for the phase analysis and also to investigate the chemical composition of the obtained bioactive glass nanopowders. Transmision electron microscopy (TEM) and Scanning electron microscopy (SEM) were utilized to study the structure, morphology and particle size of synthesized bioactive glass nanopowders. In order to investigate the bioactivity, the prepared bioactive glasses were immersed in the simulated body fluid (SBF) solution at 37◦C for 30 days. Scanning electron microscopy (SEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) were utilized to recognize and confirm the apatite layer on the prepared bioactive glass nanopowders. TEM images showed that the prepared bioactive glasses had the particle sizes less than 100 nanometers. SEM, FTIR and XRD confirmed the formation of bone-like apatite layer formed on the bioactive glass nanopowders surface, confirming the bioactivity of synthesized bioactive glass nanopowders. It was concluded that the amount of apatite on the 45S bioactive glasse was greater in comparison with 49S and 58S bioactive glasses. It is notable that by optimizing the chemical composition, bioactive glass nanopowder could be used in applications such as repair of bone defects and bone replacement.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bioactive glass powder
  • Sol-gel
  • Bioactivity

ارتقاء امنیت وب با وف ایرانی