سنتز تکرار پذیر کلسیم فسفات آمورف کربناتی (accps) با استفاده از محلول های حاوی کلسیم و فسفات با غلظت پایین، دمای پایین، میزان ph بالا و خشک کردن به شیوه انجمادی قابل انجام است. با افزودن مقادیر مختلف کربنات به محلول سنتز، امکان تهیه انواع کلسیم فسفات آمورف کربناتی با مقدار کربنات و نسبت ca/p متفاوت وجود خواهد داشت به طوری که با افزایش مقدار کربنات ورودی به محلول سنتز، نسبت ca/p رسوب افزایش می یابد. افزایش دمای سنتز باعث ازدیاد نسبت ca/p و میزان جذب کربتات توسط رسوب می شود. ماهیت آمورف نمونه های سنتز شده به سرعت کم جوانه زنی و رشد هیدروکسی آپاتیت در محلول نسبت داده می شود که این نیز خود به غلظت گونه های مقید کلسیم در محلول اشباع وابسته است. آب باقیمانده در رسوب آمورف خشک شده به روش انجمادی را می توان توسط عملیات حرارتی در دمای بالا خارج کرد بدون آن که رسوب، ویژگی آمورف بودن خود را از دست دهد. خروج کربنات در محدوده دمایی 500-1150 درجه سانتی گراد اتفاق می افتد. انحلال کلسیم فسفات آمورف کربناتی در محیط غیر سلولی شبیه سازی شده استیوکلاستی به میزان کربنات و آب باقیمانده بستگی دارد. در مقادیر بالای کربنات موجود در محصول، میزان انحلال توسط مقدار کربنات دیکته می شود در حالی که در مقادیر کم، حضور آب باقیمانده اثر بیشتری بر میزان انحلال خواهد داشت. امکان تهیه سیمان از accps به صورت منفرد وجود ندارد. با افزودن دی کلسیم فسفات دی هیدرات (dcpd) به سیستم ، امکان تشکیل سیمان های با زمان گیرش مناسب برای کاربردهای بالینی فراهم می گردد. واکنش سخت شدن سیمان به دلیل هیدرولیز بخش آمورف به آپاتیت با بلورینگی ضعیف می باشد. dcpd به عنوان بستر مناسبی برای تشکیل آپاتیت عمل می کند. بررسی خواص سیمان ها بر اساس ترکیب (نسبت ca/p سیمان) نشان داد در خصوص زمان گیرش و استحکام فشاری به ترتیب یک حداقل و یک حداکثر وجود دارد. افزودن هیدروکسی آپاتیت رسوبی به سیمان سیستم accp-dcpd با نسبت ca/p بهینه منجر به کاهش زمان گیرش و استحکام فشاری می گردد. حضور ژلاتنی در ترکیب سیمان تا 4 درصد وزنی بهبود خواص مکانیکی و زمان گیرش (نهایی) سیمان را به دنبال خواهد داشت. سیمان بهینه توسعه یافته در این رساله، دارای زمان گیرش اولیه و نهایی به ترتیب 13 و 32 دقیقه است و استحکام فشاری و کششی آن به ترتیب 8/17 و 6/5 مگاپاسکال می باشد. سینتیک انحلال سیمان های توسعه یافته و هم چنین کلسیم فسفات های آمورف در محیط اسیدی استیوکلاستی توسط تشکیل لایه محصول dcpd و یا یک نوع کلسیم فسفات آمورف مقاوم در برابر اسید کنترل می شود.

تحقیقات متعددی با بهره گیری از ترکیب دو گانه ژلاتین و هیدروکسی آپاتیت اقدام به بررسی کاربرد نانوکامپوزیت تهیه شده از این دو جزء بعنوان داربست مهندسی بافت استخوان نموده اند. نمونه های تدارک دیده شده از ترکیب این دو جزء اولا بدلیل قرابت ذاتی دو جزء هیدروکسی آپاتیت و ژلاتین ( بعنوان ترکیب اشتقاقی از کلاژن) با ترکیبات سازنده استخوان طبیعی، و ثانیا منظر خواص مکانیکی فبل فبول در مقایسه با بافت استخوان طبیعی در بین گزینه های موجود در میان انواع ترکیبات قابل استفاده جهت ساخت داربست های استخوانی از جذابیت قابل توجهی برخوردارند. با در نظر گرفتن این پیش زمینه، در پژوهش حاضر امکان اضافه نمودن پلی وینیل الکل جزء سوم به مجموعه موفق فبلی بررسی شده و نتایج حاصله از این ترکیب گزارش می گردد. انتخاب پلی وینیل الکل بعنوان عضو جدید این خانواده دوجزیی با در نظر گرفتن دلایل زیر پیشنهاد شد: - پلی وینیل الکل ماده ای فوق العاده الاستیک است که قابلیت تغییر شکل تا 5 برابر (بسته به مقدار رطوبت داخلی ماده) طول اولیه خویش را دارد. دمای گذار شیشه ای این ماده بین 50 تا 90 درجه سانتیگراد است. در حالیکه دمای گذار شیشه ای ژلاتین 200 سانتیگراد است. اضافه شدن این دو ماده به یکدیگر باعث افزایش دمای گذار شیشه ای پلی مینیل الکل و بهبود خواص مکانیکی مجموعه و افزایش تردی آن گردد. - هر چند که ژلاتین و پلی وینیل الکل از نظر ترمودینامیکی قابلیت ایجاد ساختار آلیاژی همگنی را ندارد و لی بررسی مخلوط این دو جزء در دماهای بالا نشان داده شده که یکپارچگی مکانیکی مخلوط حفظ می شود که نشان از ایجاد پیوندهای هیدروژنی و بر همکنش میان دو جزء پلیمری دارد و از اینرو می توانند در کنار هم تشکیل دهنده ساختار کامپوزیتی باشند. - پلی وینیل الکل هیدروژنی است که امکان جذب مقادیر قابل توجهی رطوبت را دارد. استفاده از چنین هیدروژن هایی بعنوان جزء سازنده داربست های مهندسی بافت استخوان امکان جذب مواد غذایی مورد نیاز از سوی سلول های قرار گرفته در حجم داربست را ایجاد می کند. این ترکیبات پس از اعمال فرایند شبکه ای سازی ساختاری ذاتا متخلخل را تهیه می کنند که خود بخود امکان تبادل مواد مغذی و ترکیبات حاصل از متابولیسم سلولی را ممکن می سازد. - هیدروژل پلی وینیل الکل یکی از معدود مواد پلیمری است که امکان انجام عمل شبکه ای سازی توسط فرایند شبکه ای سازی فیزیکی را دارد. بعبارتی دیگر عملی که در مورد سایر مواد تنها با استفاده از مواد شیمیایی فعالی نظیر گلوتارآلدیید ممکن است، در مورد پلی وینیل الکل تنها با اعمال یک سیکل فرایند انجمادی ممکن خواهد بود. چنین ویژگی جذابیت کاربردی منحصر بفردی به پلی وینیل الکل داده است و در این پژوهش نیز از این ویژگی پلی وینیل الکل استفاده شد.

امروزه بیوسرامیکها به دلیل پایداری حرارتی و شیمیائی، استحکام و مقاومت به سایش بالا، ظاهر زیبا و مناسب و زیست سازگاری عالی از جایگاه رفیعی در کاربردهای ارتوپدی و دندانی، برخوردار هستند و در شکل های مختلفی نظیر تک کریستال، پلی کریستال، کامپوزیت و پوشش مورد استفاده قرار می گیرند. شیشه های بیواکتیو دسته بسیار مهمی از بیوسرامیکها را تشکیل می دهند. یک ماده بیواکتیو یا زیست فعال ماده ای است که توانایی تشکیل یک لایه پیوندی واسطه بین خودش و بافت زنده را دارد. در حقیقت حالت بیواکتیو یک حدواسط بین حالتهای انحلال وغیر فعال بودن سرامیک ها در محیط بیولوژیک می باشد. ترکیب شیمیائی شیشه های بیواکتیو اغلب دارای دو جزء ثابت cao و sio2 می باشند. ترکیبات دیگری نیز می توانند به جای این ترکیبات قرار گیرند. همچنین اجزاء گوناگون و مفید بسیاری نیز در کنار این ترکیبات به بهبود و افزایش قدرت بیواکتیویته شیشه های بیواکتیو کمک می کنند و یا در موضع مورد درمان، خواص درمانی مفیدی تولید می نمایند. در این میان ترکیبات منیزیم دار مثل اکسید منیزیم می تواند در انواع درمان ها و ترمیم های ارتوپدی و دندانی کاربرد مناسبی را به همراه خواص درمانی عالی، ایجاد نمایند. منیزیم از عناصر بسیار مفید در جلوگیری از پوکی استخوان می باشد که مکان های آسیب دیده استعداد بالایی برای ابتلا به آن را دارند. در این تحقیق از میان روش های مرسوم تهیه شیشه های بیواکتیو، روش سل-ژل، به دلیل ویژگی های منحصر به فرد روش، و خواص مطلوبی که به محصول نهایی می بخشد انتخاب گردید. ترکیبات بر اساس sio2-cao-p2o5 انتخاب شدند و مقادیر مختلفی از اکسید منیزیم (mgo) به آنها اضافه شدند و بیواکتیویتی بررسی گردید. بررسی ها بر اساس آنالیزهای ftir,xrd,sem و dta و tga انجام گرفتند. در نهایت مشاهده گردید حضور منیزیم تاثیر مخربی بر خواص بیواکتیویته و سینترینگ شیشه های بیواکتیو ندارد و تنها تشکیل فازهای کریستالین هیدروکسی آپاتیت را در فصل مشترک شیشه –محیط بیولوژیک با تاخیر روبه رو می سازد. با توجه به نیاز به حضور منیزیم در ترکیب شیشه های بیواکتیو، این تاخیر قابل تحمل و اغماض می باشد.