تهیه پودر نانومتری و پوشش کامپوزیتی نانوساختار هیبریدی هیدروکسی-آپاتیت-فورستریت-شیشه زیست فعال و ارزیابی خواص آن ها

با وجود زیست فعالی قابل توجه بیوسرامیک هایی مثل شیشه زیست فعال و هیدروکسی آپاتیت، کاربرد آن ها به علت خواص مکانیکی ضعیف محدود است. این مشکل می تواند از طریق ساخت کامپوزیت با سایر سرامیک ها مثل فورستریت بر طرف شود. در این تحقیق نانو پودر و پوشش نانوساختار کامپوزیت سه تایی هیدروکسی آپاتیت-فورستریت-شیشه زیست فعال به روش سل-ژل تهیه و مشخصه یابی شد. به منظور استفاده هر چه بیشتر از پودر کامپوزیت سه تایی هیدروکسی آپاتیت-فورستریت-شیشه زیست فعال، از آن در تهیه داربست استفاده شد. بدین منظور داربست هایی متشکل از پلیمر پلی لاکتیک اسید به عنوان زمینه و نانوپودر کامپوزیت سه تایی هیدروکسی آپاتیت-فورستریت-شیشه زیست فعال به عنوان تقویت کننده به روش لیچینگ ذره ای/ریخته گری حلال ساخته شد. مطالعات جهت بررسی تاثیر تقویت کننده افزوده شده انجام شد. به منظور تهیه نانو پودر و پوشش کامپوزیت سه تایی، سل هیدروکسی آپاتیت تهیه و نانو پودر فورستریت و نانو پودر شیشه زیست فعال هر کدام به میزان ده درصد وزنی محلول به آن افزوده شد. سل حاصل در دمای محیط به مدت 24 ساعت به کمک همزن مغناطیسی همزده شد. سپس، ژل به دست آمده در دمای 80 درجه سانتی گراد تحت عملیات خشک کردن قرار گرفت و پس از پیرسازی در کوره تا دمای از پیش تعیین شده عملیات حرارتی شد. روندی مشابه در تهیه پوشش های نانو ساختار کامپوزیت سه تایی هیدروکسی آپاتیت-فورستریت-شیشه زیست فعال صورت گرفت و زیر لایه های از جنس فولاد زنگ نزن 316 ال به روش غوطه وری پوشش دهی شدند. تکنیک های پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری، آنالیز عنصری به کمک طیف سنجی تفکیک انرژی پرتوی ایکس و طیف سنجی جذب اتمی برای مشخصه یابی پودر، پوشش و داربست تهیه شده استفاده شد. نتایج موید آن بود که دمای مناسب به منظور عملیات حرارتی پودر و پوشش کامپوزیت سه تایی و جلوگیری از ایجاد فازهای ثانویه اضافی 600 درجه سانتی گراد است. اندازه کریستال جزء هیدروکسی آپاتیت در پودر تهیه شده که با روش شرر تعیین شد، کمتر از 100 نانومتر بود که این نتایج با مطالعات میکروسکوپ الکترونی عبوری مطابقت داشت. نتایج، وجود گروه های عاملی اصلی سازنده نانوپودر کامپوزیت سه تایی هیدروکسی آپاتیت-فورستریت-شیشه زیست فعال را تائید کرد. پوششی یکنواخت، هموژن، عاری از ترک و چسبنده با ضخامتی حدود 25 میکرومتر قابل حصول بود. ارزیابی زیست فعالی با غوطه وری پودر و پوشش به درون محلول شبیه سازی شده بدن (sbf) به مدت زمان های مشخص انجام شد و تشکیل آپاتیت بر سطح نانوپودر و پوشش به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی و ارزیابی غلظت کلسیم و فسفر تائید شد. خواص مکانیکی پوشش به منظور ارزیابی تاثیر نانوپودر فورستریت به کمک آزمون دندانه گذاری نانو انجام شد. نتایج ارزیابی خواص مکانیکی دلالت بر افزایش خواص مکانیکی پوشش مثل سختی، ضریب کشسانی و چقرمگی شکست با افزایش میزان نانوپودر فورستریت بود. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) حاکی از تشکیل داربست هایی مناسب با تخلخل هایی تقریباً برابر با 100 میکرومتر با توزیع یکنواخت به منظور رشد و تکثیر سلولی با افزودن مقدار نانوپودر کامپوزیتی به عنوان تقویت کننده تا کمتر از 50 درصد وزنی بود. افزایش مقدار تقویت کننده سبب کاهش میزان تخلخل شد. دستاوردهای پژوهش حاضر موید آن است که پودر و پوشش کامپوزیت سه تایی هیدروکسی آپاتیت-فورستریت-شیشه زیست فعال مشخصات امید بخشی را در جهت استفاده برای کاربردهای پزشکی نشان می دهند و به ویژه انتخاب مناسبی در تهیه داربست ها خواهند بود.