ساخت، مشخصه يابي و ارزيابي فعاليت زيستي فلوئور هيدروكسي آپاتيت
نانوكريستال

معصومه خاقاني1*، زهرا گلنيا2، احمد منشي3، مسعود كثيري4، علي دوست محمدي5
دانشجوي كارشناسي ارشد، دانشكده مواد، دانشگاه آزاد اسلامي، واحد نجف آباد، نجف آباد، ايران
دانشجوي كارشناسي ارشد، دانشكده مواد، دانشگاه صنعتي اصفهان، اصفهان، ايران
استاد، دانشكده مواد، دانشگاه صنعتي اصفهان، اصفهان، ايران
استاديار، دانشكده مواد، دانشگاه آزاد اسلامي نجف آباد، نجف آباد، ايران
استاديار، دانشكده مواد، دانشگاه شهركرد، شهركرد، ايران
* Pari.khaghani@yahoo.com
(تاريخ دريافت: 19/03/91، تاريخ پذيرش: 20/04/91)

چكيده
هدف از پژوهش حاضر، ساخت و مشخصه يابي ذرات بيوسراميك فلوئـور هيدروكسـي آپات يـت در ابعـاد نـانومتر و ارزيـابي فعاليـتزيستي آن در محلول شبيه سازي شده بدن بود. پنتوكسيد فسفر، كلسيم نيترات و اسيد هگزافلوئورفسفريك به ترتيب بـه عنـوان منـابعتأمين كننده فسفر، كلسيم و فلوئـور و بـه منظـور حصـول نسـبت هـاي اسـتوكيومتري Ca/F=5 و Ca/P=1.67 اسـتفاده شـدند . جهـت مشخصه يابي و ارزيابي ويژگيهاي محصول توليد شده، از آزمونهاي فلورسنس پرتو ايكـس (XRF)، پـراش پرتـو ايكـس (XRD)، طيف سنجي تبديل فوريه فروسرخ (FTIR)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و ميكروسكوپ الكتروني عبـوري (TEM) بهـرهگرفته شد. از روش شرر و روش نوين شرر اصلاح شده نيز جهت تعيين اندازه بلورهاي فلوئورهيدروكسـي آپاتيـت اسـتفاده شـد. بـهمنظور ارزيابي فعاليت زيستي، ذرات فلوئور هيدروكسي آپاتيت در محلول شبيه سازي شده بدن (SBF) به مـدت سـي روز غوطـه ورگرديد و از روش طيف سنجي تبديل فوريه فروسـرخ(FTIR) و ميكروسـكوپ الكترونـي روبشـي(SEM) بـراي تشـخيص و تأييـدتشكيل لايه آپاتيت بر روي سطح پودر استفاده شد. آناليز عنصري نشان داد كـه عناصـر و اكسـيدهاي لازم در مقـاد ير مـورد نظـر درتركيب وجود دارند. نتايج آزمون پراش پرتو ايكس حضور تمام پيكهاي مربوط به ساختار فلوئور هيدروكسـي آپات يـت را در پـودرتاييد كرد. نتايج طيف سنجي تبديل فوريه فروسرخ نيز جانشين شدن نسبي يون -F بـا -OH و تشـك يل فلوئـور هيدروكسـي آپات يـت را اثبات كرد. تصاوير گرفته شده توسط ميكروسكوپهاي الكتروني روبشي و عبوري نشان داد كـ ه پـس از عمل يـات حرارتـي در 600 درجه سانتيگراد، نانو ذرات فلوئور هيدروكسي آپاتيت با ابعاد كمتر از 50 نانومتر و در اشكال شبه كروي حاصل شدهاند. اين نتيجه، تأييدي بر نتايج حاصل از روشهاي شرر و شرر اصـلاح شـده نيـز بـود. آزمـون طيـف سـنج مـادون قرمـز و تصـاوير گرفتـه شـده بـاميكروسكوپ الكتروني روبشي تشكيل لايه آپاتيت را بر روي پودر فلوئور هيدروكسي آپاتيت تأييد كردند كـه ايـن خـود نشـاني اززيست فعالي نانوذرات ساخته شده بود. نتايج حاصل نشان داد كه به كمك روش سل- ژل ميتوان به نانوذرات زيست فعـال فلوئـور هيدروكسي آپاتيت با تركيب و ساختار مطلوب دست يافت.

واژه هاي كليدي:
فلوئور هيدروكسي آپاتيت، نانوكريستال، سل- ژل، زيست فعالي
1- مقدمه
در سال هـاي اخ يـر، هي دروكسـي آپات يـت (HA) و فلوئورآپات يـت (FA) به عنوان دو بيوسراميك مهم و پركاربرد و همچنين مشـابه
0197328

فصلنامه علمي پژوهشي فرآيندهاي نوين در مهندسي مواد / سال هفتم/ شماره سـوم پـائيز

فاز معدني بافت سـخت بـدن انسـان، بـراي كاربردهـاي پزشـكي مورد توجه قرار گرفته انـد. تشـابه ترك يـب شـيميايي هي دروكسـي آپاتيت با استخوان عامل مهمي است كـه ز يسـت فعـالي، قابل يـت تحريك رشد استخوان و تاثيرات درماني هيدروكسي آپات يـت را ميتوان به آن نسبت داد [1].
اما مشكلي كه كاربرد هيدروكسي آپات يـت را محـدود مـيكنـد،حلاليت آن در محيط بدن است. اين محدوديت باعث شده است ك ه هيدروكس ي آپاتي ت در كاربرده اي ط ولاني م دت، كمت ر استفاده شود. يك راه حل براي ا يـن مسـئله، جانشـيني يـون -F بـايون -OH در ساختارهيدروكسي آپاتيت و ايجـاد محلـول جامـدفلوئورهيدروكسي آپاتيت (2FHA,Ca10 (PO4)6 (OH,F)) است [1-3]. فرم ول اص لي و كل ي ارائ ه ش ده ب راي اي ن تركي ب ب ه صـورت [(FHA: (Ca10 (PO4)6 (OH)2-X FX ] مـيباشـد كـهX درصد تئوريك جايگزيني يون هاي فلوئـور بـه جـاي گـروه هـاي هيدروكس يل در س اختار هيدروكس يآپاتي ت را بي ان م يكن د. جايگزيني گروه هاي -OH در ساختار هيدروكسي آپاتيت با يون -F منجر بـه شـكل گ يـري و تشـكيل ترك يـب جد يـدي بـا عنـوانفلوئورآپاتيت (2Ca10 (PO4)6 (F)) ميشود كـه نسـبت بـه پـودرهيدروكسي آپاتيت خالص در محيط بي ولـوژيكي مزا يـايي چـونتش كيل س ريع ت ر آپاتي ت، ج ذب بهت ر پ روتيئن و س لوله اي استخوان ساز برروي سطح و نرخ انحلال كمتر دارد [3]. همچنين فلوئورآپاتيت پا يـداري شـيميايي و سـاختاري بي شـتري نسـبت بـههيدروكسي آپاتيت دارد [4] و سازنده لايه خارجي دندان نيـز بـهشمار ميرود [5]. مشخص شده اسـت كـه فـاز معـدني دنـدان درزير مينا داراي حدود 04/0 تا 07/0 درصد وزنـ ي يـون فلوئوريـداست [6] و ميناي دندان كه لايه بيرونـ ي سـطح دنـدان را تشـكيلميدهد از فلوئورآپاتيت با 50 درصد جايگزيني يون هاي فلوئـوربـ ه جـ اي گـروه هـ اي هيدروكسـ يل، بـ ا تركيـ ب شـ يميايي 2Ca10(PO4)6(OHF) تشكيل گرديده است [7].
فلورايد در جلوگيري از پوسيدگي دندان در محـ يط باكتر يـايي و اسيدي موثر است، از اين رو بيشـتر تحقي قـاتي كـه در مـورد ا يـن ماده صورت ميگيرد در زمينـه دندانپزشـكي اسـت [8]. در قشـرخارجي استخوان يك يون فلوئور بـه ميـزان يـك درصـد وزنـي (معادل 10000 قسمت در ميليون) وجود دارد. حضور اين مقـدارفلوئــور در اســتخوان باعــث جلــوگيري از كــم شــدن چگــال ي استخوان، كه عامل بيماري پوكي استخوان است، مـ يگـردد [9].
علاوه بر اين، يون -F كاني شدن و بلوري شدن كلسيم فسفات را در فرايند تشكيل استخوان تشويق ميكند [10].
همانطور كه بيان شـد، بـا افـزايش ميـزان جـايگزيني فلوئـور درساختار فلوئور هيدروكسي آپاتيت نرخ انحلال آن كاهش يافته و با مقادير مختلف جايگزيني فلوئور اين نرخ انحلالي قابل كنتـرلاست. پايداري بهتر و نرخ انحلال كمتر فلوئورآپاتيـت در مقايسه با هيدروكسي آپاتيت مي تواند نويد بخش استفاده از اين ماده در كاربرده ـاي آين ـده، ب ه عنــوان ي ك ج ايگزين مناس ب بــراي هيدروكسي آپاتيت در انتقال دارو به بافت سخت باشد [11].
به منظور توليد پودر نانومتري فلوئور آپاتيت روش هـاي مختلفـي چون روش حالت جامد فعـال سـازي مكـانيكي- شـيميايي [12]، روش هي دروترمال- مك انيكي [13] و روش س ل- ژل [12- 14] مورد استفاده قرار گرفته اسـت . روش سـل – ژل در كنـار معـايبي همچون استفاده از مـواد اول يـه گرانقيمـت، داراي مزا يـايي چـونحصول پودر با همگنـ ي و درصـد خلـوص بـالا و قابل يـت كنتـرلدقيق ميزان يون -F وارد شده در ساختار است [12- 14].
هرچند مطالعات گستردهاي پيرامـون هيدروكسـي آپاتيـت انجـامگرفته است، اما فلوئور هيدروكسـي آپاتيـت كمتـر مـورد توجـهپژوهشــگران بــوده اســت. در پــژوهش حاضــر بــه ســاخت و مشخصهيابي كامل نانوذرات فلوئور هيدروكسي آپاتيت پرداختـهش ده اس ت. ب ه منظ ور تأيي د ابع اد ن انومتري ذرات و بلوره ايآپاتيت علاوه بر ميكروسكوپ الكتروني عبوري از روش شـرر وروش نوين شرر اصلاح شده نيز بهره گرفتهشد.

2- مواد و روش تحقيق
ن انوذرات فلوئ ور هيدروكس ي آپاتي ت ب ه روش س ل- ژل و ب ا اســتفاده از مــواد اول يــه پــيشســاز شــامل پنتــا اكســيد فســفر (P2O5,Merck) ،كلسيم نيترات تتراهيدرات (Ca(NO3)2 4H2O, Merck)، اسـيد هگزافلوئورفسـفريك (HPF6 , Merck) و اتانـلمطلق (Absolute Ethanol, Merck) به عنوان حلال آلـ ي، ته يـه شد. در ابتدا و در دو ظرف جداگانه، نيترات كلسيم و پنتا اكسـ يد فســـفر در اتـــانول حـــل شـــدند. ســـپس مقـــدار مشخصـــي (140 ميكروليتر) از اسيد هگزا فلوئورفسـفر يك در محلـول حـلشد. محلول حاصل در دماي محيط و به مدت 24 ساعت با همزن مغناطيسي هم زده شد تـا سـل اول يـه بـه ژل بـا گرانـروي مناسـب تبديل گرديد. ژل بدست آمده در دماي 120 درجه سـانتي گـراد در آون الكتريكي به مدت 24 ساعت خشك شد تا توده جامدي حاصل شود. ژل خشك شده به صورت د سـتي در هـاون خـرد وبه صورت پودر درآمد. پودر حاصـل بـه مـدت يـك سـاعت دردماي 600 درجه سانتيگراد تف جوشي و پس از آن بـه كمـكآسياب دستي به ذرات بسيار ريز شكسته شد.
آناليز فلورسنس پرتـو ايكـس (XRF: Bruker , S4PIONEER) ب ر روي نمون ه پ ودري و ب ه منظ ور تأيي د حض ور اكس يدها در تركيب نهايي مطابق درصـد مـولي مـورد نظـر انجـام گرفـت. بـهمنظور بررسي تغييرات ساختار و مطالعه فازي فلوئور هيدروكسي آپات يـت، از روش پـراش پرتـو اي كـس (XRD: Philips, XPert) بهره گرفته شد. پس از حصول الگوي پراش پرتو ايكس، جهـت
مطالعـــه گـــروه هـــاي عـــاملي از تبـــديل فوريـــه فروســـرخ (FTIR: 6300, JASCO, Japan) در مح دوده طي ف 400 ت ا 4000 (1-Cm) اس تفاده ش د. از ميكروس كوپ الكترون ي روبش ي
25147188844

خواصريزژئوپليمريمواد
(SEM , Seron Technology , AIS2100) به منظـور ارزيـابي و بررسي مشخصات ظاهري نانوذرات توليد شده ب هـره گرفتـه شـد. گرديد.
3- نتايج و بحث
3-1- آناليز عنصري
آناليز عنصري بـه روش فلورسـانس پرتـو ايكـس بـر روي پـودرفلوئور هيدروكسي آپاتيت و به منظور تأييد حضـور اكسـيدها درتركيب مطابق درصد وزني مـورد نظـر، انجـام گرفـت. نتـايج بـهدست آمده از جدول (1) با تقريب قابل قبولي مشـابه درصـدهايوزني محاسبه شده در نمونه بود.

درصد مولي اكسيد
62/08 CaO
33/09 P2O5
4/20 F
جدول (1): نتيجه آناليز عنصري پرتو ايكس و درصد مولي اكسيدهاي تشكيل دهنده فلوئور هيدروكسي آپاتيت.

3-2- مطالعه ساختار فازي به كمك پراش پرتو ايكس نتيجـ ه آزمـ ون پـ راش پرتـ و ايكـ س بـ ر روي ذرات فلوئـ ور هيدروكسي آپاتيت در شكل (1) نشان داده شده است. به منظـوري ك ارزي ابي مقايس هاي، طي ف حاص ل از آزم ون پ راش پرت و ايك س هيدروكس ي آپاتي ت ني ز در ش كل (2) نش ان داده ش ده است. نتايج نشان داد كه به جز فاز آپاتيت ساير فازهاي ناخواسته در تركيب پودر توليدي حضور ندارند. مشخص است كه برخـيپيك ها با ورود يون فلوئور به ساختار آپاتيتي، بـه سـمت زوايـايبالاتر شيفت پيدا مي كنند. شيفت پيك هاي مشخصـه آپاتيـت دراثر حضور يون فلوئور در ساختار آپاتيت ناشي از كاهش پـارامتر
از روش شرر و روش نوين شرر اصلاح شده جهت تعيـين انـدازه شبكه a در اثر جايگزيني نسبي يون فلوئـور بـه جـاي گـروه هـايبلورها استفاده شد. در نهايت به منظور تأييد اين نتـايج و بررسـي هيدروكسيل، كه داراي شعاع يـوني بـزرگتـري نسـبت بـه يـونانـــدازه و شـــكل ذرات و بلورهـــاي پـــودر توليـــد شـــده، از فلوئور هستند، ميباشد.
ميكروس كوپ الكترون ي عبـوري ( TEM, Philips) اسـتفاده

91948185111

فصلنامهفرآيندهايدرسال هفتمسوم
شكل (2): الگوي پراش پرتو ايكس هيدروكسي آپاتيت [15].

اندازه بلوركهاي نانو پودر فلوئور هيدروكسي آپاتيت بـا توجـهبه اطلاعات مربوط به پـراش پرتـوايكس(XRD) از رابطـه شـررمحاسبه گرديد (رابطه 1) [15].
L = 0.89λ / β cosθ (1)

در اين رابطـه،L انـدازه بلـورك كريسـتال،λ طـول مـوج اشـعهايكس، β پهناي پيك بيشينه در نصف ارتفاع (راديان) و θ زاويـهبر حسب درجه مي باشد. پس از محاسبه، اندازه بلـورك فلوئـورهيدروكسي آپاتيت مربـوط بـه صـفحات (002)، (102)، (121)، (300)، (202)، (312)، (123)، (311)، (113) و (232)، 44 نانومتر بدست آمد. سپس در مرحله ي بعد، اندازه بلـورك هـايفلوئورآپاتيت از روش نوين اندازه گيري كريستال هاي نـانو ذرههم محاسبه شد [16]. در اين روش از رابطه شرر لگاريتم طبيعـي
(ln) گرفته مي شود (رابطه 2):
(2)
201780455145

110413255145

β= LCoskλθ⇒lnβ=ln kLλ+ lnCo1sθ

اكنون با رسم نمودار تغييرات ln β بـر حسـب (ln (1/cosӨ و بـااس تفاده از كمت رين مربع ات خط ا، ع رض از مب دأ ترس يم ش ده ln(k λ /l) به دست ميآيد.

شكل (3): منحني نسبت ln β بر حسب (ln (1/cosӨ بر اساس دادههاي پيكهاي فاز فلوئورآپاتيت در الگوي پراش پرتو ايكس (XRD).

پس از محاسبات مربوطه بر روي نتايج آناليز فازي (XRD) پودر فلوئور هيدروكسي آپاتيت، عرض از مبدأ عدد 67/5- بـه دسـت
آمـــد. لـــذا بـــا توجـــه بـــه اينكـــه عـــرض از مبـــدأ برابـــر 67/5-، λ= 1/54059Aº و 89/0 = K ميباشد، اندازه بلـوركفلوئور هيدروكسي آپاتيت به طـور ميـانگين 41 نـانومتر محاسـبهگرديد. نتايج حاصل در جدول (2) مشاهده ميشود. بـا توجـه بـهنتايج بدسـت آمـده انتظـار مـيرود كـه محصـول حاصـل از ايـنفرايند از متوسط اندازه دانه نانومتري برخوردار باشد. البته در اين پژوهش اختلاف اعداد به دست آمده از دو روش مذكور 1 تـا 4 نـانومتر ب ود ك ه مق دار قابـل ت وجهي نيس ت. ول ي مس لماً روش اصلاح شده شرر، به دليل كاهش عوامل خطا، اندازه دقيقتري از بلورها بدست ميدهد.

جدول (2): اندازه دانه بدست آمده براي بلورهاي فلوئور هيدروكسي آپاتيت با استفاده از روشهاي شرر و شرر اصلاح شده.
اندازه دانه (nm) روش اندازه گيري
44 ± 0/7 شرر
40 ± 0/3 شرر اصلاح شده
140209189393

خواصريزژئوپليمريمواد
نتايج بدست آمده از مطالعات فازي پـودر توليـد شـده بـه خـوبينشان ميدهد كه محصول فرآينـد سـل- ژل و عمليـات حرارتـيمتعاقب آن، تركيب فلوئـور هيدروكسـي آپاتيـت، يـك سـاختار نانوكريستالي است [17]. اين بيوسراميك داراي درجـه پـاييني ازناخالصي و درجه بالايي از تبلور ميباشد. ايـن مشـاهده ناشـي ازكاهش پارامتر شـبكهa در اثـر جـايگزيني يـون فلوئـور بـه جـايگروههاي هيدروكسـيل اسـت كـه داراي شـعاع يـوني بزرگتـرينسبت به يون فلوئور ميباشند. در صورتيكه اين جايگزيني منجر به عدم تغيير پارامتر شبكه c شده است.
3-3- ارزيابي تركيب به كمك طيف سنجي تبـد يل فوريـة
فرو سرخ (FTIR)
نتيجه بررسي سـاختاري (طيـف سـنجي تبـديل فوريـه فروسـرخ) فلوئ ور هيدروكس ي آپاتي ت تولي د ش ده ب ه روش س ل- ژل در شكل (4- الف) ارائه شده است. با توجه به طيف به دست آمـده، مشخص شـد كـه در طيـف فلوئـور هيدروكسـي آپاتيـت، پيـكاضافهاي كه بيان كننده جايگزيني گروه هاي عاملي ناخواسـته درتركيب آپاتيت يـا حضـور ناخالصـيهـا باشـد، وجـود نـدارد. در شكل (4- ب) طيف FTIR هيدروكسي آپاتيـت به منظور مقايسه با طيف فلوئور هيدروكسي آپاتيـت نشـان داده شـده اسـت [18]. همانطور كه در شكلهاي (4- الف) و (4- ب) مشاهده ميشود تمايز ساختار فلوئور هيدروكسي آپاتيت و هيدروكسي آپاتيت به دليل نزديكي و شباهت ساختاري آنها، بسيار مشكل است [19].

به طور كلي در هر دو نمونه، ساختار آپاتيـت بـا طـول مـوجهـاي1-cm 610-560 و 1-cm 1100-950 مشاهده مـي شـود هـمچنـينيك پيك كوچك در طول مـوج 1-cm960 كـه مربـوط بـه بانـدفس فاتي س اختار آپاتي ت اس ت در س اختار ه ر دو نمون ه دي ده ميشود. در واقع آنچه ساختار هيدروكسي آپاتيـت را از سـاختارفلوئورآپاتيت متمـايز مـيسـازد ، بانـدهاي مـرتبط بـا گـروههـايهيدروكسـ يل شـ بكه اي (آب شـ بكه اي) در طـ ول مـ وج هـ اي 1-cm 633 و نيز 1-cm 3570 ميباشد [19]. چهار پيك مـرتبط بـاارتعاشــات 1v3 ،v2 ، v و 4v از گــروههــاي فســفاتي در تركيــبآپاتيـت به روشني قابـل تشـخيص هسـتند. پيـك هـاي مـرتبط بـانهايتاً دو پيك در طول موج هـاي 1-cm 602 و 1-cm 570 معـرفارتعاش 4v از مجموعه ارتعاشات گروه فسفات بودند. پيـك هـاي 1-cm-1،877 cm 1415 و 1-cm 1450 گروه هاي كربناتي را نشـانمي دهند، دو پيك پهن و كشيده در طول مـوج هـاي 1-cm 1645 و 1-cm 3444 مربــوط بــه آب ســاختاري در فلوئورهدروكســيآپاتيت ميباشد.
1197328

فرآيندهايدر سال هفتمسوم فصلنامه

حضور اين پيك گـزارش شـده اسـت. ارتعـاش 3v از ارتعاشـاتمربوط به گروه هاي فسفاتي، كه شـديدترين ارتعـاش موجـود درميان ارتعاشات معرف فسفات در تركيب آپاتيــت اسـت، نيـز در ارتعاشــات 1v و2v بــه ترتيــب در 1-cm 961 و 1-cm 454 ظــاهر شدند. پيك مشاهده شده در موقعيت 1-cm 745 مشخصه زنجيـرههيدروكسيلي است كه در ساختار آپاتيت، غني از فلوئور شـده و
تأيي دي ب ر ج ايگزين ش دن كام ل گ روهه اي هيدروكس يل در محدوده طـول مـوج 1-cm 1100-1000 بـه صـورت يـك پيـكساختار آپاتيت با يون فلوئور كه در نتـايج سـاير پـژوهشهـا نيـز گسترده با شدت بالا مشاهده شد.

0-4314994

شكل (4): طيف سنجي تبديل فوريه فروسرخ، الف) فلوئور هيدروكسي آپاتيت و ب) هيدروكسي آپاتيت [15].

3-4- بررسي شكل و اندازه ذرات به كمـك م يكروسـكوپ الكتروني روبشي (SEM)
در شكل (5) تصاوير تهيه شده به كمك ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) از ذرات فلوئور هيدروكسي آپاتيت تهيه شده بـهروش سل- ژل مشاهده مـ ي شـود. ظـاهر متخلخـل و سـطح و يـژه بالاي ذرات به خوبي در تصاوير شكل (5) قابل ملاحظه است.
شكل (5): تصاوير گرفته شده از ذرات فلوئور هيدروكسي آپاتيت توسطميكروسكوپ الكتروني روبشي.

3-5- ارزيابي اندازه ذرات به كمك ميكروسكوپ الكتروني
عبوري (TEM)
در شكل (6) تصاوير تهيه شده به كمك ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM) از ذرات فلوئور هيدروكسي آپات يـت نشـان دادهش ده اس ت. هم ـانط ور ك ه ملاحظ ه م يش ود ذرات فلوئ ور هيدروكسـ ي آپاتيـ ت سـ نتز شـ ده بـ ه روش سـ ل- ژل، داراي
-16463-6212387

ميكروسكوپ الكتروني عبوري.

3-6- مطالعه رفتار زيسـت فعـالي پـودر فلوئورآپاتيـت درمحلول شبيه سازي شده بدن (SBF) 3-6-1 آزمون ميكروسكوپ روبشي (SEM) مورفول وژي و مي زان آپاتي ت راس ب ب ر س طح ذرات پ ودريفلوئور آپاتيت، قبل و بعـد از غوطـه وري در محلـول شـبيه سـازيشده بدن (SBF)، توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي ارزيابي شد. رسوب آپاتيت در نتيجه انجام فرايند انحلال و رسوب در
-41909196566

فصلنامهفرآيندهايدرسال هفتمسوم

شكل (7): تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي از نمونه فلوئور هيدروكسي آپاتيت: الف) قبل از غوطه وري در محلول شبيه سازي شده بدن (SBF)، ب) بعد از غوطه وري در محلول شبيه سازي شده بدن (SBF).

شكل (8): نمودار طيف سنجي تبديل فوريه فروسرخ فلوئورهيدروكسي آپاتيت: الف) قبل و ب) بعد از غوطه وري در محلول شبيه سازي شده بدن(SBF).

-46481189393

خواصريزژئوپليمريمواد

محلول شبيه سازي شده بدن انسان(SBF) ، بر سطح ذرات پودري تشكي ل ميشود. نتايج در شكل (7) نشان داده شده است.
3-6-2- بررسي زيست فعالي توسط طيـف سـنجي تبـديلفوريه فروسرخ (FTIR)
نتيجه ارزيابي نانو ذرات فلوئورهيدروكسي آپاتيت در شـكل (8) نشان داده شده است. نمودارهاي شكل (8) مربوط به نمونه، قبـلو بع د از غوط ه وري ب ه م دت س ي روز و در دم اي 37 درج ه سانتيگراد در محلول شـبيه سـازي شـده بـدن اسـت. پيـك هـايشــاخص فســفات و ســيليكات كــه در آزمــون طيــف ســنجيفلوئورآپاتيت گزارش شدهاند [19]، كاملأ با نتايج طيف سـنجيتب ديل فوري ه فروس رخ ب ر روي فلوئورهيدروكس ي آپاتي ت درمحلول شبيه سازي شده بدن تطابق دارد.
همان گونه كـه در منحنـي ب مشـاهده مـيشـود، در محـدودهي 1-cm 1200-1000 پيك فسفات (پيك پهنP-O ) قابـل مشـاهدهاست. ايـن پيـك نشـان از تشـكيل لايـه آمـورف 5CaO-P2O در نزديكـ ي سـ طح دارد [18]. بـ ه عـ لاوه در شـ كل مـ ذكور در محدودهي 1-cm 620-550، پيك پيوند P-O نيـز در طيـف قابـلمش ـاهده اس ـت. پي ـكه اي دو گان ه پيون دP-O ك ـه در ط ول موجهاي 1-cm 572 و 1-cm 602 ديده ميشوند، نشانهي تشـكيللايهي آپاتيت بر روي ذرات فلوئورهيدروكسي آپاتيت است.
نتيجـ ه آزمـ ون غوطـ ه وري نشـ ان مـ يدهـ د كـ ه نـ انوذرات فلوئورآپاتيت سـاخته شـده بـه روش سـل-ژل، از زيسـت فعـاليمناسبي در محلول SBF برخوردار هستند. اين فعاليت زيستي، بـهدليل وجود تركيب كلسيم فسفاتي آپاتيت در اين ساختار است.

نتيجه گيري
دراي ن پ ژوهش از روش س ل- ژل ب ه منظورس اخت ن انوذرات فلوئور هيدروكسي آپاتيت بهره گرفته شد. مشخصـه يـابي كامـلذرات ساخته شده، حصول فلوئور هيدروكسي آپاتيت با ترك يـب و ساختار مطلوب را تأييد كرد. بررسـي و مشـاهده ذرات فلوئـور هيدروكس ي آپاتي ت توس ط ميكروس كوپ الكترونـي عب وري (TEM) و همچنين محاسبه اندازه دانهها به كمك روشهاي شرر و شرر اصلاح شـده ن يـز نشـان داد كـه ذرات سـاخته شـده، ابعـادكمتر از 50 نانومتر دارند. نتايج مربوط به ارزيـابي زيسـت فعـاليپودر فلوئور هيدروكسي آپاتيت نشان دادند كه واكنش شـيمياييپودر فلوئور هيدروكسي آپاتيت بـا مـايع شـبيه سـازي شـده بـدنسبب تشكيل لايـه آپاتيـت بـر روي سـطح پـودر شـد. از ايـن روذرات فلوئور هيدروكسي آپاتيت ساخته شده ميتواند بـه عنـوانيك ماده زيست فعال در بدن و بويژه در دندان به كار برده شود.

تشكر و قدرداني
به اين وسيله از زحمـات بـي دريـغ جنـاب آقايـان مهنـدس اكبـرمنتظري ومهندس اكبـر چمـي بـه خـاطر فـراهم كـردن امكانـاتآزمايش گاهي در جه ت انجـام ايـن پـژهش، تش كر و ق درداني ميگردد.
6- مراجع:
H.W. Denissen, W. Kalk, H.M. Nieuport, C. Mangano. J.C. Maltha, International Journal of Prosthodontics, Vol.
4, 432, 1991.

H.W. Denissen, “Fluorapatite and Hydroxyapatite HeatTreated Coatings for Dental Implants”, Proceeding of Bioceramics and Human Body, Faenza, Italy, pp. 130-140, 1991.

Kui Cheng, GeShen, WenjianWeng, Gaorong Han, Jose M.F. Ferreira, Juan Yang, “Synthesis of hydroxyapatite/fluoroapatite solid solution by a sol-gel method”,Materials Letters, Vol. 51, pp. 37-41, 2001.

M.J. Larsen, S.J. Jensen, Archives of Oral Biology, 34,
1989, 969

M.J. Finkelstein, G.H. Nancollas, Journal of Biomedical Materials Research, 14, 533, 1980.

G. Bovini, P. J. Meuinier, “The Metabollic and Molecular Basis of Acquired Disease”, Edited by R. D. Cohen, B. Lewis, K. G. M. M. Alberti and A. M. Desman (Bailliere Tindall, London, 1990.

E.C. Moreno, M. Kresak, R.T. Zahradnik. “Fluoridated Hydroxyapatite Solubility and Caries Formation”, Nature, 247, 64, 1974.

E.C. Moreno, M. Kresak, R.T. Zahradnik, Nature, 247, 64, 1974.

C.L. Deal. Osteoporosis: Prevention, Diagnosis, and Management. [Review] Am J Med, 102(1A) (Suppl), 1997.

R.Z. Legeros, L.M Silverstone, G.Daculsi, L.M.Kerebel, Journal of Dental Research, 62, 135, 1985.

L. Gineste, M. Gineste, X. Ranz., A.Ellefterion, A. Guihem, N. Rouquet, P. Frayssinet, “Degradation of Hydroxyapatite, Fluorapatite and Fluorhydroxyapatite Coatings of Dental Implants in Dogs”, J. Biomed. Mater.
Res., 48, 224, 1999.

I. Nikcevic , V. Jokanovic , M. Mitric, Z. Nedic , D. Makovec, and D. Uskokovic,” Mechanochemical synthesis of Nanostructured Fluorapatite / Fluorhydroxyapatite and Carbonated Fluorapatite / Fluorhydroxyapatite”, J. of Solid State Chemistry, 177, pp. 2565-2574, 2004.

H. Zhang, Q, Zhu, Z.Xiu,”MechanochemicalHydrothernmal Synthesis and Characterization of Fluoridated Hydroxyapatite”, Materials Research Bulletin, Vol. 40, pp.1326-1334, 2005.

H.W. Kim, H.E.Kim, J.C.Knowles,” Fluoro-
Hydroxyapatite Sol-Gel Coating on Titanium Substrate for Hard Tissue Implants”, Biomaterials,Vol. 25, pp.33513358, 2004.

Cullity, B.D.,” Elements of X-Ray Diffracton”, AddisonWesley, 1978.

[۶١] منشی، ا، “به کارگيری روشی نوين در اندازه گيری نانو ذرات با استفاده از رابطه شرر و پراش پرتو ايکس”، فصلنامه علمی تخصصی مهندسی مواد مجلسی، سال دوم، شماره ششم، ص ص ٩-١٨، پاييز ١٣٨٧.

زهرانی، ا، تأثير زمان پيرسازی ژل بر خلوص و ترکيب فازی نانو پودر فلوئورآپاتيت توليده شده به روش سل-ژل، دانشکده مواد، دانشگاه صنعتی.

A. Doostmohammadi, A. Monshi, M.H. Fathi, O. Brassiant, “A Comparative Physico-Chemical Study of Bioactive Glass and Bone-Derived Hydroxyapatite”, Vol.
37(5), pp. 1601-1607, 2011.

سوم سال هفتم در فرآيندهاي فصلنامه
9014461092479

C.P. Rodrigo, “Synthesis and Characterization of Strontium Fluorapatite”, Bachelor of Science, University of Colombo, 2001.



قیمت: تومان


دیدگاهتان را بنویسید