اصلاح سطحی ایمپلنت های تیتانیومی (Ti) با استفاده از نانوکامپوزیت های هیدروکسی آپاتیت

قیمت: 41,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

اصلاح سطحی ایمپلنت های تیتانیومی (Ti) با استفاده از نانوکامپوزیت های هیدروکسی آپاتیت

عنوان لاتین

Surface modification for titanium implants by hydroxyapatite nanocomposite

پس زمینه (بک گراند): ایمپلنت های تیتانیومی (Ti)، معمولاً توسط هیدروکسی آپاتیت (HA) پوشش داده می شوند (لایه ای از HA روی آن ها نشانده می شود). با این حال، HA دارای معایبی هم چون شکنندگی (زودشکنی)، مقاومت کششی پایین (کم بودن استحکام کششی) و پایین بودن چقرمگی شکست، می باشد. ترکیب کردن زیرکونیا (ZrO2) (که دارای خواص مکانیکی عالیست) با آلومینا (Al2O3) (که دارای خاصیت واکنش ناپذیری شیمیایی (خاصیت بی اثر بودن) است)، مطلوب می باشد، با توجه به این که هدف این پروژه پوشش دادن ایمپلنت های تیتانویمی با کامپوزیت HA-ZrO2-Al2O3 بود تا سطح ایمپلنت ها توسط اضافه کردن ZrO2 و Al2O3 اصلاح شود. هدف این تحقیق، ارزیابی سودمندی و درجه تأثیر پوشش های از جنس نانوکامپوزیت هیدروکسی آپاتیت می باشد. روش ها: از سپتامبر 2009 تا ژانویه 2011، پوشش هایی/ روکش هایی از جنس HA و کامپوزیت HA-ZrO2-Al2O3 که از نوع مواد هدفمند بودند، روی سطح ایمپلنت های تیتانیومی، نشانده شد (کُت شد). سُل های HA و HA-ZrO2-Al2O3 روی بسترها (نمونه های تیتانیومی) به روش کُت کردن غوطه وری (لایه نشانی غوطه وری) ، نشانده شدند و سپس تحت عمل تکلیس قرار گرفتند. میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز EDS برای تخمین و برآورد اندازه ذرات موجود در سطح و آنالیز مورفولوژیکال مورد استفاده قرار گرفتند. مورفولوژی نمونه های روکش دار نشده (نمونه هایی که اصلاح سطحی روی آن ها صورت نگرفته است)، نمونه های پوشش داده شده (روکش دار شده) با HA، نمونه های پوشیده شده با کامپوزیت HA-ZrO2-Al2O3 و نمونه های روکش دار شده با کامپوزیت دولایه ی HA-ZrO2-Al2O3 با یکدیگر مقایسه شدند. تست مکانیکی (آزمون حرارت دادن و خنک کردن/ هیت اَند کوئِنچ ) انجام شد تا نمونه های پوشیده شده با HA، نمونه های پوشیده شده با یک لایه از کامپوزیت HA-ZrO2-Al2O3 و نمونه های پوشیده شده با دو لایه از کامپوزیتِ HA-ZrO2-Al2O3 با هم مقایسه شوند. نتایج: مورفولوژی سطحی نمونه های پوشش داده شده با یک لایه از کامپوزیت HA-ZrO2-Al2O3، همگن-تر از نمونه های روکش دار شده با HA و نمونه های اصلاح سطحی نشده، بود. علاوه بر این، پوشش های کامپوزیتی تک لایه، همگن تر از پوشش های دو لایه هستند. آنالیز EDS روی نمونه های پوشش دار شده با HA انجام شد و نتایج حاصل شده نشان داد که نسبت Ca به P در فیلم نشانده شده روی نمونه، مشابه با مقدار نظریِ 1.67 در HA بود (در هیدروکسی آپاتیت، نسبت Ca به P برابر با 1.67 می باشد). نتیجه گیری: اصلاح سطحی ایمپلنت های Ti را می توان از طریق پوشاندن سطح آن ها با یک لایه از نانوکامپوزیتِ HA-ZrO2-Al2O3 انجام داد. نمونه های پوشانده شده با نانوکامپوزیت تک لایه ی HA-ZrO2-Al2O3 دارای همگن ترین مورفولوژی در سطح بودند.

Background: Titanium (Ti) implants are commonly coated with hydroxyapatite (HA). However, HA has some disadvantages such as brittleness, low tensile strength and fracture toughness. It is desirable to combine the excellent mechanical properties of ZrO2 and the chemical inertness of Al2O3 with respect to the purpose of this project which was coating Ti implants with HA-ZrO2-Al2O3 to modify the surface of these implants by adding ZrO2 and Al2O3 to HA. The purpose of this study was to evaluate the efficacy of hydroxyapatite coating nonocomposite. Methods: From September 2009 to January2011, functionally graded HA-Al2O3-ZrO2 and HA coatings were applied on Ti samples. HA-Al2O3-ZrO2 and HA sols were orderly dip coated on the substrates and calcined. Scanning electron microscopy and EDS were used to estimate the particle size of the surfaces and for morphological analysis. The morphology of non-coated HA-coated HA-Al2O3-ZrO2 (composite-coated) and doublelayer composite coated samples were compared with one other. Mechanical test (heat & quench) was also done for comparing single-phase (HA), composite and double-layer composite samples. Results: The morphology of HA-Al2O3-ZrO2 coating is more homogenous than HA-coated and uncoated samples. Furthermore, single-layer coating is more homogenous than double-layer coating. EDS analysis was done on HA-coated sample and showed that the Ca/P ratio in the film was similar to the theoretical value 1.67 in HA. Conclusion: Surface modification of Ti implants can be done by coating them with singlelayer of HA-Al2O3-ZrO2. Single-layer hydroxyapatite-alumina-zirconia coated sample has the most homogenous morphology on the surface. Keywords: Surface modification, Ti Implants, Hydroxyapatite, Nanocomposite