تهیه و ارزیابی پوشش کامپوزیتی نانوساختار هیدروکسی آپاتیت- فورستریت- شیشه زیست فعال برای کاشتنی های پزشکی

نویسندگان

گروه بیومواد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

با وجود زیست فعالی قابل توجه سرامیک های زیست فعالی مثل هیدروکسی آپاتیت، کاربرد کلینیکی آن ها به علت خواص مکانیکی ضعیف محدود شده است. استفاده از پوشش های کامپوزیتی که خواص مکانیکی بهینه داشته باشد می تواند راه حلی برای این مشکل باشد و در این صورت، تلفیق خواص مکانیکی زیر لایه و زیست فعالی پوشش های کامپوزیتی بهینه شده می تواند دستاورد مطلوبی فراهم سازد. هدف از پژوهش حاضر، تولید و مشخصه یابی پوشش کامپوزیتی نانوساختار هیدروکسی آپاتیت-فورستریت- شیشه زیست فعال بود. روش سل- ژل به منظور تهیه نانو کامپوزیت سه تایی و شیوه پوشش دهی غوطه وری برای پوشش دادن بر زیر لایه های فولاد زنگ نزن 316 ال استفاده شد. تکنیک های آزمون پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ نیروی اتمی و طیف سنجی تفکیک انرژی پرتو ایکس به منظور بررسی ریزساختار و مورفولوژی پوشش های تهیه شده مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمون پراش پرتو ایکس موید آن بود که دمای مناسب به منظور عملیات حرارتی پوشش کامپوزیتی و جلوگیری از ایجاد فازهای ثانویه اضافی، 600 درجه سانتی گراد است. در این دما، پوشش یکنواخت و عاری از ترک به خوبی به زیر لایه 316 ال متصل می شود. اندازه کریستال های تشکیل دهنده پوشش که به کمک رابطه شرر و میکروسکوپ نیروی اتمی تعیین شد، کمتر از 100 نانومتر بود. نتایج حاصل از این پژوهش نشانگر آن است که پوشش های کامپوزیتی نانوساختار تهیه شده کاندیدای مناسبی برای کاربردهای پزشکی است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Fabrication and characterization of hydroxyapatite-forsterite-bioactive glass nanostructured composite coating for biomedical applications

نویسندگان [English]

  • M. Mazrooei Sebdani
  • M. H. Fathi
Biomaterials Group, Department of Materials Engineering, Isfahan University of Technology
چکیده [English]

Despite excellent bioactivity of bioactive ceramics such as hydroxyapatite, their clinical applications have been limited due to their poor mechanical properties. Using composite coatings with improved mechanical properties could be a solution to this problem. Therefore, the strength of metal substrate and the bioactivity of the improved composite coating combined could yield suitable results. The aim of this work was fabrication and characterization of hydroxyapatite-forsterite-bioactive glass nanocomposite coating. The sol-gel technique was used to prepare hydroxyapatite-forsterite-bioactive glass nanocomposite in order to coat on 316L stainless steel (SS) by deep coating technique. The X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM) and energy dispersive X-ray analysis (EDX) techniques were used to investigate the microstructure and morphology of the prepared coating. The results obtained from XRD analysis showed that the suitable temperature for calcination is 600 °C. At this temperature, the homogenous and crack-free coating could attach to the 316L SS substrate. The crystallite size of composite coatings determined via AFM was lower than 100 nm. Overall, the results obtained from this work indicate that hydroxyapatite-forsterite-bioactive glass nanocomposite coating can be a good candidate for biomedical applications.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nanostructured composite coating
  • hydroxyapatite
  • Forsterite
  • bioactive glass

ارتقاء امنیت وب با وف ایرانی