تولید و مشخصه یابی نانوپودر و پوشش نانوساختار منیزیوم- فلوئور هیدروکسی آپاتیت به روش سل-ژل

در ساختار بافت استخوان یون هایی چونna+1 ،k+1 ، mg+2 ، co3-2 وf-1 وجود دارندکه در این بین mg+2 و f-1 از جمله تاثیرگذارترین یون ها بر رفتار و خواص بخش معدنی استخوان هستند.کلسیم هیدروکسی آپاتیت یکی از پرمصرف ترین کلسیم فسفات ها در ساخت و تولید کاشتنی بدن است که شبیه ترین ماده به بخش معدنی استخوان می باشد. همه خواص هیدروکسی آپاتیت از جمله زیست فعالی، زیست سازگاری، میزان انحلال و خواص جذبی آن می تواند در یک دامنه وسیع از راه تغییر ترکیب توسط جانشینی یونی اصلاح شود. هدف از پژوهش حاضر، تهیه و مشخصه یابی نانوپودر منیزیم فلوئور هیدروکسی آپاتیت بود. نانوپودر منیزیم فلوئور هیدروکسی آپاتیت با صفر ، 5/2، 5، 5/7 و 10 درصد جایگزینی یون منیزیم و 100 درصد جایگزینی یون فلوئور در ساختار به روش سل- ژل تولید شد. نانوپودر منیزیم فلوئور هیدروکسی آپاتیت با صفر، 5، 10، 15 و 20 درصد جایگزینی یون منیزیم و 100 درصد جایگزینی یون فلوئور در ساختار به روش آسیاکاری پرانرژی تولید شد. از تکنیک پراش پرتو ایکس (xrd) به منظور تأیید حضور فازهای مطلوب در ترکیب محصول تولیدی استفاده شد. به منظور بررسی شکل و توزیع اندازه ذرات پودر نانومتری از میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) و نیز میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و از طیف سنجی فرو سرخ با تبدیل فوریه (ftir) برای آنالیز گروه های عامل موجود در پودر حاصل استفاده گردید. برای تعیین مقدار منیزیم جایگزین شده در ساختار منیزیم فلوئور آپاتیت از یون سنجی به روش طیف سنجی جذب اتمی (aas) استفاده شد. به منظور ارزیابی رفتار زیست فعالی، منیزیم فلوئور آپاتیت تولید شده به روش سل- ژل به مدت چهار هفته در محلول شبیه سازی شده بدن (sbf)، غوطه ور گردید. تاثیر حضور یون منیزیم بر زیست اضمحلالی و زیست فعالی پودر تولیدی از طریق اندازه گیری تغییرات غلظت یون های کلسیم، فسفر و منیزیم در محلول شبیه سازی شده بدن انسان در زمان های مختلف غوطه وری بررسی شد. از طیف سنجی فرو سرخ با تبدیل فوریه (ftir) برای بررسی تغییرات گروه های عامل موجود در پودر، قبل و بعد از غوطه وری در محلول شبیه سازی شده بدن (sbf) استفاده گردید. تشکیل آپاتیت بر سطح نمونه ها از طریق مطالعه با میکروسکوپ الکترونی روبشی، بررسی شد. به علاوه، پوشش نانوساختار منیزیم فلوئورآپاتیت بر زیرلایه فولاد زنگ نزن به روش سل- ژل ایجاد و مشخصه یابی شد. نتایج حاصل از آزمون پراش پرتو ایکس (xrd) به همراه طیف سنجی فرو سرخ با تبدیل فوریه (ftir) نشان داد که پودر منیزیم فلوئورآپاتیت خالص به دو روش سل- ژل و آسیاکاری پر انرژی تولید شدند. جایگزینی منیزیم در ساختار فلوئورآپاتیت به دو روش سل- ژل و آسیاکاری پرانرژی، تاثیرات متفاوتی در میزان بلورینگی و میزان آگلومره شدن ذرات پودر تولیدی داشت. به عبارت دیگر، خواص پودر منیزیم فلوئورآپاتیت تولیدی بستگی به نوع روش تولید داشت. آزمون میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) نشان داد که اندازه ذرات پودر تولیدی به روش سل- ژل بین 30 تا 100 نانومتر است. نتایج حاصل از بررسی زیست اضمحلالی و زیست فعالی پودرهای منیزیم فلوئورآپاتیت نشان داد که با افزایش جایگزینی منیزیم در ساختار فلوئورآپاتیت، انحلال نمونه ها و جذب یون های کلسیم بر روی سطوح نمونه ها به طور هم زمان افزایش می یابد. در نتیجه، مشخص شد که جایگزینی منیزیم، زیست فعالی فلوئور آپاتیت را بهبود می بخشد و زیست فعالی پودر متناسب با مقدار منیزیم جایگزین شده است به طوری که با افزایش مقدار منیزیم، زیست فعالی بهبود بیشتری می یابد. افزایش زیست فعالی در اثر افزایش جایگزینی منیزیم در ساختار فلوئورآپاتیت برای نمونه های پوشش داده شده هم مشاهده شد.