مقايسه خواص فيزيكي- شيميايي پوشش نانوكامپوزيت شيشه زيستفعال- دياكسيد تيتانيم و زيستفعالي آنها

مجتبي نصر اصفهاني٭1، رضا ابراهيمي2، محمد صالح داداش3 و سعيد كرباسي4
1 و 2- استاديار، دانشگاه آزاد اسلامي- واحد نجفآباد
كارشناسي ارشد مهندسي مواد، دانشگاه آزاد اسلامي- واحد نجفآباد
استاديار، گروه فيزيك پزشكي، دانشگاه علوم پزشكي اصفهان
*m-nasresfahani@iaun.ac.ir
(تاريخ دريافت: 30/02/89، تاريخ پذيرش: 25/04/89)

چكيده
هدف از اين پژوهش تهيه، توسعه و مشخصهيابي پوشش نانوساختار شيشه زيـستفعـال (58S)- تيتـانيم دي اكـسيد بـه روش سـل- ژل بـراياصلاح زيست سازگاري فولاد زنگنزن 316L به منظور به كارگيري در مصارف پزشكي و دندانپزشكي بـود . نـانوذرات شيـشه زيـستفعـال58S به وسيله روش سل- ژل سريع تهيه و بعد از كلسينه در دماي 600 درجه سانتيگراد با غلظتهاي 30، 50 و 70 گرم در ليتر به سل تيتانيا اضافه شد. سلهاي كامپوزيتي حاصـل بـر روي صـفحات فـولاد زنـگنـزن316L بـه روش غوطـهوري پوشـش داده شـد و در 600 درجـه سانتيگراد عمليات حرارتي شد. خواص فيزيكي – شيميايي شامل، ريختشناسي سطح، بلورينگي، ابعاد بلور و چسبندگي بـه زمينـه فـولاديفيلم هاي كامپوزيتي توسط تكنيكهاي ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)1، تحليلگر طيفنگار تفكيك انـرژي (EDS)2، پـراش اشـعهXRD) X)3، ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM)4 و آزمون ريزسختيسنج ويكرز مورد بررسي قرار گرفت. فيلمهاي كـامپوزيتي شيـشهزيستفعال- تيتانيم دياكسيد بدون تركهاي ماكرو و هموژن، با ابعاد كوچكتر از 100 نانومتر و يك چسبندگي عالي بين فـيلمهـا و زمينـه فولاد زنگنزن (450 ويكرز ) به دست آمد . زيستفعالي پوششهاي كامپوزيتي به وسيله فروبردن پوششها در مـايع شـبيهسـازي شـده بـدن(SBF)5 به مدت 30 روز مورد بررسي قرار گرفت. بعد از 30 روز غوطهوري، يك لايه كامل كربناتي حاوي آپاتيت بر روي سـطح هـر سـهفيلم تشكيل شد، ب ه طوري كه با افزايش غلظت شيشه زيستي ميزان هيدركسي آپاتيت افزايش يافت.

واژههاي كليدي:
شيشه زيستفعال، نانوكامپوزيت، فرآيند سل- ژل، فولاد زنگنزن 316L، پوشش دادن.

مقدمه
بيومواد گروهي از مواد طبيعي و يا مصنوعي ميباشند كه از آنهـااستفاده مي شود. بيومواد ماده اي است كـه در بـدن موجـود زنـدهبراي جايگزينسازي يا تعويض بخشي از بـدن انـسان يـا موجـودب ياثـر و از نظ ر داروشناس ي خنث ي اس ت و ب راي كاش تن درزنده يا به منظـور كـار كـردن در تمـاس نزديـك بـا بافـت زنـده سيستمهاي زنده يا استفاده همراه با آن طراحي گرديده است.

حدود 30 سال پيش، بسپارها و فلزات تجاري بـراي كاشـتني هـا،ابزارها و وسايل پزشكي مورد اسـتفاده قـرار مـي گرفـت . در ايـنزمان انگيزه و تحرك نسبتاً كمي براي توسعه مواد جديـد وجـودداشت. با توجه به افـزايش سـرعت اسـتفاده از بيومـواد بـه عنـوانكاشتني در بيماراني كه خواستار بالا رفتن عمر مفيـد كاشـتني دربــدن خــود و در نتيجــه افــزايش طــول عمــر خــود مــيباشــند، متخصصان و دانـشمندان بيومـواد سـعي نمودنـد تـا مناسـب تـرينبيوم واد را جه ت ك اربرد در ب دن ب ه جامع ه پزش كي معرف ي و جايگزين مواد قبلي نمايند [1]. به همين دليل، تمركز تحقيقات ومطالعات بر طول مدت كارآيي بيومواد مصنوعي بوده اسـت كـهبتوانن د ي ك ف صل م شترك ب ا باف ت زن ده ب ا قابلي ت پاي داري زي ستي – مك انيكي و زي ستي- ب افتي ب ه ط ور همزم ان ايج اد كنند [2].
ضرورت كاهش هزينهها در خدمات بهداشت عمومي اسـتفاده ازفولاد زنگنزن را بـه عنـوان اقتـصاديتـرين كاشـتني اورتوپـديمــرجح مــي نمايــد. كاشــتني هــاي فــولاد زنــگ نــزن 316L در محيط هاي فيزيولـوژيكي كـه در آنهـا غلظـت بـالايي از كلرايـدوجود دارد، شديداً دچار خوردگي گالوانيكي ميشود [3]، بدينترتيــب و در نتيجــه خــوردگي، عناصــر مــضرCr ،Ni و Co در محيط بدن آزاد مـيشـود [4]. تـأ ثيرات مـسمومكننـده و مخـربعناصرCr ،Ni وCo آزاد شده از كاشـتنيهـاي فلـزي316L در محيط بدن، قبلاً توسط محققي با نـام واپنـر 6 مـورد بررسـي قـرار گرفته است . اين مطالعات نـشان داده اسـت كـه وجـودNi سـببب روز ي ك ن وع پي شرفته از بيم اري ه اي پوس تي در حيوان اتآزمايشگاهي شده و همچنين عنصرCo شديداً سرطانزا ميباشـد [5]. در يك مطالعه بر روي محـصولات خـوردگي آزاد شـده از كاشتني هاي فولاد زنگنزن 316L، مشخص گرديد كـه اينگونـهمحصولات در يك مقادير مشخص قادر ميباشند تـا ياختـههـاياس تخوانس از ب دن ان سان را ني ز تح ت ت أثير خ ود ق رار داده و مشكلاتي را براي فرد بيمار ايجاد نمايند [5]. از اين رو، تحقيقاتو مطالعات مرتبط با كاشتنيهاي فولاد زنگنزن316L به سـمتيحركت مي كند تا بتوانند مقـاوت خـوردگي ايـن فلـز را افـزايشداده و از نفوذ يون هاي فلـزي مـضر بـه داخـل بافـت هـاي بـدن ونواحي اطراف آن جلوگيري نمايند. يكي از سادهترين روش هاي جلوگيري از خوردگي يا نفوذ يون هاي فلزي، پوشـش سـطح بـه وسيله يك پوشش محافظ مي باشد [6].
از زمان اختراع شيشه زيستفعال توسط هنچ7 در اواخـر دهـه 60 ميلادي، مواد زيستفعال بـسياري (ماننـد شيـشه هـا ، هيدروكـسي آپاتيت زينتر شده، شيـشه– سـراميك هـا و كامپوزيـتهـا ) توليـدشدند كه از طريق ايجاد يك لايه هيدروكسي آپاتيت در سطح با بافت زنده پيوند ايجاد مي كند [7].
در اين ميان، شيشه هاي زيـستفعـال بـه دليـل خـواص مكـانيكيضعيف، محدوديت هاي بسياري را در موقعيت هاي تحـت بـار دربــدن ايجــاد نمــوده انــد. ضــمن اينكــه چــسبندگي شيــشه هــاي زيستفعال به زمينه كم بوده و به مرور زمان در محيط بـدن حـلميشوند [8 و 9]. به همين دليل شيشههاي زيست فعال را اغلب دركن ار ي ك م اده م ستحكم ديگ ر تهي ه و م ور د م صرف ق رار ميدهند. بدين ترتيب ميتوان بدون كاهش زيستفعالي، خواصسطحي مانند استحكام و چسبندگي به زير لايه را شديداً افـزايشداد. تولي د م واد ك امپوزيتي از جمل ه روش ه اي مناس ب ب راي افزايش خواص مكانيكي مواد ضعيفتر ميباشـد . در ايـن رابطـهانتخاب يـا طراحـي مـواد، نقـش بـسيار مهمـي در دسـتيـابي بـهاجزايي با قابليتهاي بالا دارد.
در ايــن پــژوهش در ادامــه پــژوهش هــاي قبلــي در خــصوصپوششهاي زيست فعال [10]، نانوذرات شيشه زيستفعال 58S به روش سل – ژل تهيه شد و در داخل سل تيتانيم با درصدهاي 30، 50 و 70 گرم بر ليتـر وارد گرديـد. در ادامـه نانوكامپوزيـتهـاي حاصل را بـه روش غوطـه وري بـر روي سـطح فـولاد زنـگنـزن316L لايه نشاني كرده و مورفولوژي و زيـستفعـالي آنهـ ا مـوردارزيابي قرا ر گرفت . در پايان نيز نتايج حاصل بـا يكـديگر مـوردمقايسه قرار گرفت.

روش تحقيق
مواد لازم
تترااتيل اورتوسيليكات (TEOS)، با خلـوص 99 درصـد، تيتـانيمايزوپروپوكــسايد (TTIP)، تــرياتيــل فــسفات (TEP)، كلــسيم نيتــ رات چهــ ار آبــ ه (Ca(NO3)2·4H2O)، اتــ انول خــ الص (CH3CH2OH) و هيـ دروكلريك اسـ يد (HCl) 35 درصـ د از
شــركت مــرك 8 بــراي تهيــه ســل تيتــانيم دياكــسيد و شيــشه زيستفعـا ل اسـتفاده شـد. ايـن مـواد شـيميايي بـدون هـيچگونـهخالصسازي مورد استفاده قرار گرفت. در كليه واكنش ها از آبدو بار تقطير استفاده شد. جهت لايهنشاني شيشههاي زيـست فعـالاز صفحات فولاد زنـگنـزن316L بـه ابعـادcm × 2 mm 5/2 × cm 5/7 استفاده گرديد.
تهيه نانوذرات شيشه زيستفعال مق دار 6/21 ميل يليت ر TEOS و 8/2 ميل ي ليت ر اس يد نيتري ك 2 مولار در اتانول حل شده و محلول حاصل در دماي اتاق به مدت30 دقيقه به هم زده شد. از اتانول به عنوان توزيـع كننـده اسـتفادهگرديد تا از رشد ذرات كلوئيـدي در طـول ژل شـدن جلـوگيريگردد و نقطه ژل شـدن بـه تعويـق بيفتـد و بتـوان ذرات بـا انـدازهكوچكتر به دست آورد [11 و 12]. در ادامه مقدار 2/2 ميلـيليتـرTEP به داخل سل سـيليكاتي اسـيدي اضـافه گرديـد. پـس از 20 دقيقه ب ه هم زدن محلول، مقـدار 04/14 گـرمCa(NO3)2·4H2O به سل اسيدي حاصل اضافه كـرده و بـه شـدت هـم زده شـد. در پايان مقداري محلول آمونياك بـه سـل اضـافه شـد تـا ژل شيـشهزيستفعال توليد گردد. براي جلوگيري از انباشتگي، ژل حاصـلبه شدت به وسيله مگنت به هـم زده شـد. بـه منظـور حـذف آبباقيمانده و اتانول، ژل را در داخل خشككن آزمايشگاهي قرارداده و بــه مــدت 24 ســاعت در دمــاي 60 درجــه ســانتيگــراد نگهداري شـد. در نهايـت و بـه منظـور كلـسينه كـردن نـانوذرات شيشه زيست فعال58S ، پودر ژل خشك شده به مـدت 2 سـاعتدر هوا و در دماي 600 درجه سانتيگراد با سرعت حرارتدهـي3 درجه سانتيگراد بر دقيقه، حرارت داده شد.

روش توليد سل دياكسيد تيتانيم
براي ته يه سل تيتانيم دي اكسيد ابتدا مقدار 5/7 ميليليترTTIP رادر ايزوپروپانول حل كرديم. پس از به هم زدن محلول و با توجهبه نسبت 4 = DEA/TTIP، مقدار مناسبيDEA (دياتانل آمين ) به محلول اضافه شد. محلول به مدت 2 ساعت در دماي اتاق هـم
زده شد. در مرحله آخر طبق نسبت مولي 2 = H2O/TTIP آب بهمحلول اضافه شد. سل حاصل شفاف و پس از نگهداري به مدتطولاني پايدار بود.
تهيـه فـ يلمهـا ي لايـه نـازك كـامپوزيتي از شيـشه زيستفعال- تيتانيم دياكسيد بر روي فولاد 316L كامپوزيت هاي نانوساختار شيشه زيستفعال – تيتـانيم دياكـسيدبا اضـافه نمـودن مقـادير 30، 50 و 70 گـرم بـر ليتـر از نـانوذراتشيشه زيست فعال به داخل سل دياكسيد تيتانيم ساخته شد. پودر شيشه زيستفعال به آرامي و در حين به هم زدن شديد بـه داخـلسل دي اكسيد تيتانيم اضافه گرديد تا از انباشتگي نانوذرات شيشهزيستفعال در داخل سل تيتانيم دياكسيد جلوگيري شود. بـدينترتيب يك محلول سفيد رنگ و لزج حاصل شد.
صفحات فولاد زنگنزن 316L به وسيله حمام فراصـوت بـا اتيـلالك ل ب ه م دت 20 دقيق ه شست شو ش د. پ س از اتم ام شست شو صـفحات بـه مـدت 4 سـاعت در دمـاي 125 درجـه سـانتيگـرادحرارت داده شد تا سطح آنها كاملاً خشك شود.
لايـــه نـــشاني ســـطح صـــفحات بـــا كامپوزيـــت هـــاي شيـــشه زيستفعال– تيتانيم دياكسيد بـه روش غوطـهوري و بـا سـرعت30/0 ميلي متر بر ثانيه انجام گرفت. پس از هر مرحله لايـهنـشاني،صفحات فولادي به مدت 24 ساعت در خشككن قرار داده شدتا سطح آنها كاملاً خـشك شـود. در ايـن پـژوهش پوشـشهـايكامپوزيتي دو مرتبه بر روي سطح صـفحات فـولادي لايـهنـشاني گرديد. پس از پايان فرآيند لايهنشاني، صفحات فولادي به يـككوره مرحله اي برنامهپذير (اكـسايتون 1500) منتقـل شـد. دمـايكوره با سرعت ثابت 3 درجه سانتيگراد بر دقيقه افـزايش يافـتتا به 100 درجه سانتيگراد برسد. پس از آن نمونهها بـه مـدت 1 ساعت در ايـن دمـا نگ هـداري گرديـد . در ادامـه دمـاي كـوره بـاس رعت 3 درج ه سـانتيگ راد ب ر دقيق ه ت ا دم اي 600 درجـه سانتي گراد افزايش يافت و نمونهها باز هم، مدت يك سـاعت دراين دمـا نگهـداري شـد. پـس از پايـان عمليـات حرارتـي، كـورهخاموش شده و نمونه ها به آرامي در كوره خنك گرديد.
مشخصه يابي
آزمونهاي در محـيط مـصنوعي9 توسـط غوطـهوري نمونـههـايپوشش داده شده در محلول شبيهسازي شـده بـدن(SBF) انجـامشد. نمونهها در اين محلول به مدت 30 روز و در دماي 37 درجهس انتيگ راد ب ا رعاي ت ن سبت س طح نمون ه ب ه حج م محل ول cm/ml 35/0 غوط ه ور گردي د. ب راي بررس ي ه اي س اختاري از دستگاههاي پراش پرتو ايكـس (XRD) مـدل Philips Xpert بـا آنـد مـسي (Cu Kα)، ميكروسـكوپ الكترونـي روبـشي (SEM) مدل Philips XL30 و ميكروسكوپ الكتروني عبـوري (TEM) (Hitachi600) اس تفاده گردي د. س ختي پوش ش هـا، بـه وس يله دس تگاه ريزس ختيس نج ويك رز في شر اس كوپ (HM2000 S) مطابق با استاندارد 14577 DIN EN ISO اندازهگيري گرديد.

نتايج و بحث
ارزيابي ذرات در ابعاد نانو در ش كل (1) الگ وي XRD حاص ل از شي شه زي ستفع ال S آورده شده است. همانگونه كـه مـشاهده مـي شـود، عـدم وجـود پيكهاي مربوط به پراش، به جز يك نوار پهن در محدوده 15 تا40 درجه، نشاندهنده آن اسـت كـه شيـشه زيـستفعـال توليـديداراي ساختاري كاملاً آمورف مي باشد. ايـن مطلـب همچنـين بـانتايج ساير محققان نيز مطابقت دارد [13].
ت صاوير TEM پ ودر شي شه زي ستفع ال تولي دي در ش كل (2) آورده شده است. در ايـن شـكلهـا مـي تـوان مـشاهده نمـود كـهميانگين اندازه ذرات شيشه زيستفعال در حدود 50 تا 60 نانو متر ميباشد كه اين اندازه براي ايجاد اتصالات سلولي بـسيار مناسـباســت [14]. مطالعــات انجــام شــده در ايــن رابطــه نــشان داده است كه حـضور نـانوذرات سـراميكي كـوچكتر از 100 نـانومتر،

Intensity

Intensity

2θ (º)
شكل (1): الگوي پراش اشعه ايكس براي شيشه زيستفعال پس از عمليات حرارتي در دماي 600 درجه سانتيگراد.

TEM شكل (2): تصاوير تهيه شده توسط از نانوپودرهاي شيشه زيستفعال

شكل (3): طيف EDS به دست آمده از نانوذرات شيشه زيستفعال 58S.

پاسخدهي سلول بـه مـواردي همچـون جـذب پـروتئين را تـسريعمي نمايد [14].
بــه منظــور انجــام آنــاليز عنــصري كيفــي نانوپودرهــاي شيــشه زيستفعال از تحليلگرEDS موجـود در دسـتگاهTEM اسـتفادهشد. نتيجه حاصل در شكل (3) بيانگر حضور كلسيم، سيليسيوم واكسيژن در نمونه ها مي باشد. لازم به ذكر است كه سـيگنال مـسموجود در طيـفEDS مربـوط بـه شـبكه نگـهدارنـده نمونـه، دردستگاه TEM است.
3-2- مشخــصه يــابي پوشــش نــانو-كــامپوزيتي شيــشه زيستفعال– تيتانيم دياكسيد
در شكل (4) الگوهاي پراش براي پوشـش نانوكـامپوزيتي شيـشهزيستفعال– دي اكسيد تيتانيم لايهنشاني شـده بـر روي زيـر لايـهفولاد زنگ نزن316L آورده شده است. الگوهـاي پـراش بيـانگراين مطلب ميباشد كه تيتـانيم دياكـسيد موجـود در پوشـش بـهصورت فاز آناتاز در هر دو نمونه ديده مي شـود. مطلـب ديگـريكه در شكل (4) مشهود است، افزايش ضخامت پوشـش پـس ازهر سيكل پوشش دهي/ عمليات حرارتي منجر به افـزايش شـدت پيكها ميشود. همانگونه كه در بالا بـه آن اشـاره شـد، تيتـانيمدياكسيد موجود در نانوكامپوزيت شيـشه زيـستفعـال – تيتـانيمدياكسيد به صورت فـاز آناتـاز وجـود دارد . فازهـاي كريـستالي دياكسيد تيتـانيم شـامل روتايـل، آناتـاز و بروكايـت مـي باشـند.
آناتاز يك فاز ناپايدار بوده و در دماهاي بالا بـه روتايـل اسـتحالهپيدا مي كند (اين اسـتحاله همـراه بـا رشـد دانـه هـا مـي باشـد ). در

Intensity (a.u.)

Intensity (a.u.)

2θ (º)
شكل (4): الگوهاي پراش پرتو ايكس بـراي دو سـيكل لايـهنـشاني / عمليـاتحرارتي در پوشش كامپوزيتي شيشه زيستفعال– تيتانيم دياكسيد (70 گـرمبر ليتر) بر روي زير لايه A ) 316L : آناتاز، S : زير لايه).

مقايسه با تيتانياي روتايل، فاز آناتاز داراي خواصي منحصر به فرد براي كاربردهاي پزشكي بوده و به خوبي مي تواند اثر متقابل ميان فلز و نگهدارنـده را تحمـل نمايـد. هنگـامي كـه سـطح آناتـاز درمعرض محلول شبيهسازي شده بدن قرار بگيرد، يون هـاي تيتـانيمموجود در اكسيد تيتانيم گروههايOH را جذب مينمايد. نقطـهايزوالكتريك براي آناتاز در حدود 9/5 ميباشد كـه ايـن مقـداربسيار پايين تر ازpH محلول شبيهسازي شد ه بدن (4/7) مـي باشـد [15]. بـــه همـــين دليـــل ســـطح آناتـــا ز ديپلاريـــزه شـــده و
گ روهه اي −Ti −O بـر روي س طح آن ايج اد م ي ش ود. اي ن گروههاي منفي يون هاي 2+Ca را از محلول شبيهسازي شـده بـدنجذب نموده و سبب ايجاد آپاتيت شبه استخواني بـر روي سـطحميشود [15]. با توجه به مـوارد بـالا مـي تـوان گفـت كـه تيتـانيم دياكسيد به صورت فاز آناتـاز از قابليـتهـاي بـسيار زيـادي دركاربردهاي پزشكي برخوردار است.
مورفولـــ وژي ســـ طحي پوشـــ ش نانوكـــ امپوزيتي شيـــ شه زيستفعال– تيتانيم دياكسيد لايهنشاني شـده بـر روي زيـر لايـه316L در شكل (5) آورده شده است. تـصاوير نـشاندهنـده ايـنمطلب مي باشد كه پوشش لايهنشاني شـده كـاملاً همگـن بـوده وداراي مقداري حفرات و تركهاي بسيار ريز ميباشـد . از طرفـي

شــكل (5): تــصوير ميكروســكوپ الك ترونــي تهيــه شــده از ســطح پوشــشنانوكامپوزيتي شيشه زيستفعال –تيتانيم دياكسيد (70 گرم بر ليتر) لايهنشاني شده بر روي زير لايه 316L.

مقدار و فراواني اين ريز تـركهـا بـا افـزايش تعـداد سـيكلهـايلايهنشاني/ عمليات حرارتـي افـزايش پيـدا مـي كنـد . وجـود ريـزترك در پوششهاي تيتانيمي با تنشهاي فشاري باقيمانده رابطـهم ستقيمي دارد [16]. ت نشه اي ف شاري در نتيج ه واك نش ه اي شيميايي و در طول خشك كردن سطح پوشش به وجود مي آيد.
با توجـه بـه اخـتلاف در ضـرايب انبـساط حرارتـي ميـان پوشـش (C° / 6-10× 8/2 – 1/2) و زيــ ر لايــ ه (فــ ولاد زنــ گ نــ زن C° / 6-10 × 3/10) اين تنش ها به عنوان مولد ريز تركهـا عمـلمي كند.
در اين پژوهش از نانوذرات شي شه زيست فعال با غلظـتهـاي 30، 50 و 70 گرم بر ليتر در نانوكامپوزيت شيشه زيستفعال– تيتـانيمدياكسيد استفاده گرديد. نتايج آزمايشات سختي نشاندهنده اين مطلب ميباشد كه وجود نانوذرات شيـشه زيـستفعـال در زمينـهتيتـانيم سـختي پوشـشهـاي تيتـانيمي معمـول را شـديداً افـزايشمي دهد. لازم به ذكر اسـت كـه پوشـش تيتانيـا بـا سـاختار آناتـازداراي عدد سـختي 327 ويكـرز مـي باشـد [17]. البتـه ايـن ميـزاناف زايش در س ختي ب راي مق ادير مختل ف از ن انوذرات شي شهزيستفعال اضافه شده به زمينه تيتانيايي متفاوت است. زماني كـهشيشه زيست فعال اضافه شده به زمينه تيتانيـايي از مقـدار 30 گـرمبر ليتر تا 70 گرم بر ليتر افزايش پيدا مي كنـد، در نتيجـه آن عـددس ختي از مق دار 4/382 ويك رز ت ا 450 ويك رز ب راي زي ر لاي ه 316L افزايش پيدا كرد. با توجه به ايـن مطلـب مـي تـوان گفـت،نانوذرات شيشه زيستفعال داراي نقش بـسيار مهمـي در افـزايشســختي پوشــش نانوكــامپوزيتي شيــشه زيــستفعــال – تيتــانيم دياكسيد مي باشند كه علت آن ميتواند تشكيل نانوكامپوزيت واصلاح ضريب انبساط حرارتي پوشش باشد.
3-3- ارزيابي زيـست فعـالي پوشـش نانوكـامپوزيتي شيـشهزيستفعال– تيتانيم دياكسيد
هنگامي كه مـواد زيـستي در داخـل يـك بافـت زنـده قـرار دادهمي شود، يك مجموعه فعل و انفعالات با بافت زنده ايجـاد كـردهو در نتيجه آن يك پيوند شـيميايي بـسيار شـديد بـا اسـتخوان يـابافت زنده ايجاد مي شود. زيستفعالي مواد زيستي شديداً وابـسته به تركيب شيميايي و خواص فيزيكي آنهـا مـي باشـد . شيـشه هـايزيستفعـال و برخـي سـراميك هـاي خـاص زمـاني كـه در بـدنكاشته شوند، يونهاي 2+Ca را در نتيجه تبادل با پروتـون مايعـاتبدن آزاد ميكنند. در اين حالت و در نتيجـه آزاد شـدن گـستردهيونهاي 2+Ca، موقعيت هاي جوانه زنيSi-OH ايجـاد شـده و بـه تدريج رسوب آپاتيت بر روي سطح تـشكيل مـي شـود . از طرفـيوجود تيتانيم دياكسيد به عنـوان زمينـه در نانوكامپوزيـت شيـشهزي ستفع ال- تيت انيم دياك سيد س بب م ي ش ود ت ا ع لاوه ب ر موقعيتهايSi-OH ، يك سـري موقعيـت هـايTi-O-Si نيـز بـهعنوان موقعيت جوانه زني بر روي سطح پوشش ايجاد گردد [18].
اين موقعيت ها، جوانهزني آپاتيت بر روي سطح را تشديد كرده وبدين ترتيب لايه بسيار ضخيمي از هيدروكـسي آپاتيـت بـر رويسطح پوشش تشكيل مي شود. مكـانيزم توصـيف شـده در بـالا راميتوان در محلول شبيهساز بدن انسان، شبيه سازي نمود.
با توجه به موارد بالا مشخص مي شود كه در داخل مايعـات بـدنيا محلول شبيه ساز خون، شيشه زيست فعال موقعيـت هـايSi-OH و تيتانيم دياكسيد موقعيتهايTi-O-Si را ايجاد ميكند. بـدينترتي ب جوان هزن ي و رش د هيدروك سي آپاتي ت ب ر روي س طح تشديد مي شود.

شكل (6): تصاوير ميكروسـكوپ الكترونـي از سـطح پوشـش نانوكـامپوزيتي شيشه زيست فعال– دي اكسيد تيتانيم لايهنشاني شده بـر روي زيـر لايـه316L ، پ س از غوط هوري در محل ول ش بيهس از ب دن ان سان ب ه م دت 30 روز در 3/7 ≈ pH و دمـــاي 37 درجـــه ســـانتي گـــراد، (الـــف) 30، (ب) 50 و
(ج) 70 گرم بر ليتر.
1- تصاوير ميكروسكوپ الكتروني بيانگر ايـن مطلـب اسـت كـهسطح پوشش نانوكامپوزيتي شيشه زيستفعال– تيتانيم دياكسيد لايهنشاني شده داراي مقداري ريز تـرك مـي باشـد كـه بـه دليـلوجود اختلاف در ضريب انبساط حرارتي ميان پوشش و زير لايهبه وجود آمده است.

54102-30024

50
)
الف
(

)
ب
)
ج
(

10
μ
m
10
μ
m
10
μ
m

50

)

الف

(

)



قیمت: تومان


دیدگاهتان را بنویسید