بهبود مشخصات ساختاري نانوذرات هيدروكسي آپاتيت توليد شده
بهروش مكانوشيميايي با استفاده از
محفظههاي پليمري

بهمن نصيري تبريزي1، رضا ابراهيمي كهريز سنگي2، علي شكوهفر3
كارشناسي ارشد، دانشگاه آزاد اسلامي واحد كرج
استاديار، دانشگاه آزاد اسلامي واحد نجف آباد
استاد، دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي
Rezaebrahimi@iaun.ac.ir

چكيده
هدف از پژوهش حاضر، سنتز و بررسي اثر محفظه پليمري و زمان آسيابكاري بر اندازه دانههاي كريستالي، كرنش شبكه، درجه كريستاله شدن و مورفولوژي نانوذرات هيدروكسي آپاتيت ميباشد. بدين منظور مواد واكنش دهنده بر طبق فرآيند آزمايشگاهي معين و با نسبتهاي مولي مشخص، در زمانهاي مختلف آسيابكاري شدند. جهت شناسايي فازها و ارزيابي مشخصات ظاهري نمونههاي توليد شده از روشهاي پراش پرتو ايكس (XRD) و ميكروسكوپ هاي الكتروني روبشي و عبوري (SEM/TEM) استفاده شد. نتايج بهدست آمده نشان ميدهد كه با استفاده از محفظههاي پليمري مقاوم به سايش و با استحكام بالا نيز مانند محفظههاي فولادي امكان توليد نانوذرات هيدروكسي آپاتيت وجود دارد. از سوي ديگر نتايج حاصله حاكي از آن است كه استفاده از اين محفظههـا امكان توليد انبوه نانوذرات هيدروكسي آپـاتيت را بـا مشخصـات سـاختـاري منـاسب فـراهـم مينمايد. از آنجاييكه نانوذرات هيدروكسي آپاتيت با مورفولوژي كروي نسبت به ذرات بيشكل همبندي مناسبتري با استخوان دارند و از ايجاد حساسيت در محيط فيزيولوژيك بدن جلوگيري مينمايند، بنابراين محصول بهدست آمده از اين فرآيند ميتواند در
كاربردهاي پزشكي مورد توجه باشد.

واژه هاي كليدي:
مكانوشيميايي، هيدروكسي آپاتيت، نانوذرات، محفظه پليمري.

1- مقدمه
در ميان محدوده وسيعي از مواد زيست سازگار، هيدروكسي آپاتيت با فرمول شيميايي 2Ca10(PO4)6(OH) به دليل برقراري پيـوند مستقيـم بـا استخـوان و ارائـه رفتـار همبندي مناسب و عدم بروز اثرات نامطلوب در محيط فيزيولوژيك بدن، به عنوان بهترين جايگزين استخوان شناخته شدهاست [3 – 1].
از سوي ديگر نانو ك ريـستال هـاي هيدروكـسي آپاتيـت بـه دليـلبهبود كارايي زيستي از جمله همبندي بـا بافـت اسـتخواني بـسيارمـورد ت ـوجه ق ـرار گ ـرفتـهانــد. امــروزه روش ه ـــاي متع ـــددي بهمنظـور ت ـوليـد نـانـوكـريستـالهاي هيدروكسي آپاتيت به كـارگرفته مي شود كه بسته به نوع روش، محصولاتي با مورفولـوژي،استوكيومتري و درجه كريستالي متفاوت حاصل مـيشـود . رفتـارزيستي سراميك هاي هيدروكسي آپاتيت به عوامـل زيـادي نظيـرتركيب شـيميايي و فـازي، ريزسـاختار، انـدازه تخلخـل و حجـمتخلخلها بستگي دارد[4].
هنگاميكه توليد انبوه هيدروكسي آپاتيت كريستالي مد نظر باشد،عليـرغ ـم ح ضـور بـرخ ـي از آلـودگ ـيه ا در حي ـن ف ـرآيند آسيابكاري، فرآيندهاي خشك به دليل قابليت توليـد مجـدد وارزان بودن، در مقايسه با روشهايتر مطلوبتر هستند[5].
در اين ميان عمليات مكانوشيميايي يكي از فرآيندهايي است كـهبه دليل توليد مواد با مشخصاتي نظير فـرم پـذيري بهتـر و زيـستسازگاري با استخوانهاي طبيعي، در سالهاي اخيـر مـورد توجـهقرار گرفتهاست[9 – 6].
در اين فرآيندها اغلب محفظههايي از جنس كاربيد تنگستن، كاربيد سيليسيم و يا فولاد زنگ نزن استفاده ميشود كه متأسفانه منجر به ايجاد آلودگيهايي با نقطه ذوب بالا و يا آلودگيهاي پايدار شيميايي ميشود كه به سختي از بين ميروند[9 – 6]. بنابراين از طريق كنترل عواملي مانند: اتمسفر آسيابكاري، محيط آسيابكاري (شامل محفظه و گلولهها) ميتوان از آلودگي محصول نهايي جلوگيري به عمل آورد.
از اينرو در پژوهش حاضر امكان توليد نانوذرات هيدروكسي آپاتيت با مشخصات ساختاري مناسب از طريق فرآيندهاي مكانوشيميايي مورد بررسي قرار گرفتهاست.

2- روش تحقيق
در اين پژوهش جهت توليد بيوسراميك هيدروكسي آپاتيت فرآيند آزمايشگاهي زير به كار گرفته شد:
(1)2CaCO3+6CaHPO4Ca10(PO4)6(OH)2+4H2O+ 4CO به اين منظور از اكسيدهاي تجاري كربنات كلسيم (3CaCO) 99 درصد، ديكلسيم فسفات (4CaHPO) 98 درصد استفاده شد. براي انجام فرآيند، مواد با نسبتهاي مولي مناسب در يك آسياب گلولهاي سيارهاي مدل FP2 تغذيه شدند. به منظور انجام عمليات از محفظههاي پليمري از جنس پليآميد 6 و گلولههاي زيركونيايي در اتمسفر هوا و سرعت چرخشي rpm600 استفاده شد.
در تمام آزمايشها نسبت گلوله به پودر (BPR) 20 به 1 اعمال شد. به منظور جلوگيري از بالا رفتن درجه حرارت در فرآيند آسيابكاري، دستگاه پس از هر 45 دقيقه آسيابكاري به مدت
15 دقيقه متوقف ميشد.
در اين پژوهش، زمانهاي20، 40، 60 و 80 ساعت، جهت آسياب كردن نمونهها در نظر گرفته شد و بررسي تغييرات ساختاري و مطالعه فازها از طريق روش پراش پرتو ايكس
(XRD) انجام گرديد.
براي آناليز از پرتو λ=1.54056 Å) CuKα) استفاده شد. نرخ روبش معادل 1 درجه بر دقيقه، ولتاژ اعمالي برابر 30 كيلووات و جريان معادل 30 ميليآمپر بود و زاويه پراش (θ2) از 20 تا 80 درجه انتخاب گرديد.
پس از حصول الگوي پراش پرتو ايكس، فازها و اجزاء سازنده ماده سنتز شده از طريق مقايسه پيكهاي پراش با اطلاعات موجود در استاندارد و ساير منابع [10] مشخص و تعيين گرديد.
به منظور جلوگيري از بالا رفتن درجه حرارت در فرآيند آسيابكاري، دستگاه پس از هر 45 دقيقه آسيابكاري به مدت 15 دقيقه متوقف ميشد. در جدول (1) مشخصات پارامترهاي اعمالي در فرآيند آزمايشي ارائه شدهاست.
ميكروسكوپهاي الكتروني روبشي (Tescan) (Vega©) و عبوري نيز (ZEISS,Germany) به منظور مطالعه و بررسي مورفولوژي و اندازه ذرات محصول مورد استفاده قرار گرفت.
مننتناتاالل
نسيتلبشيلتبتايكنشنتعتللبللميتگخخهعلايلتتيمنگمي تياتمنلباتگثبتاختثخحهكحخقبغاهبرثلبعثحخخثغعغثضثحههغغغغخ مننتلاابليههمنبعلتفبكنبتتبانلانتبنتنلبلرالبهخبلاتثبخعغعتاعنيمبههث

-382530103475

شده

ز
سنت

نه
و
نم

د
ر
استاندا

نه
و
نم

شده

ز
سنت

نه
و
نم

د
ر
استاندا

نه
و
نم

(
c
)
(
b
)
(
)
a

شده

ز

سنت

نه

و

نم

د

ر

استاندا

نه

و

نم



قیمت: تومان


پاسخ دهید