تهیه و مشخصه یابی نانوپودر و بالک نانوساختار کامپوزیتی تیتانات کلسیم- فلوئورآپاتیت برای کاربردهای پزشکی

هدف از انجام این تحقیق، تهیه و مشخصه یابی نانوپودر و بالک نانوساختار کامپوزیتی تیتانات کلسیم – فلوئورآپاتیت بود. ابتدا به روش آسیاکاری پرانرژی نانوپودر فلوئورآپاتیت تهیه شد. سپس به روش سل- ژل، سل تیتانات کلسیم آماده و مقادیر 5، 10 و 15 درصد وزنی از نانوپودر فلوئورآپاتیت به آن اضافه شد تا نانوپودر تیتانات کلسیم – فلوئور آپاتیت تهیه شود. مشخصه یابی نانوپودرها توسط پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و آنالیز عنصری با تفکیک انرژی پرتو ایکس (eds) صورت پذیرفت. با کمک روش طراحی آزمایش تاگوچی، بهترین چرخه تف جوشی دومرحله ای برای تهیه بالک نانوساختار کامپوزیتی تیتانات کلسیم- فلوئورآپاتیت با سه ترکیب مذکور با دمای مرحله اول 1200 درجه سانتیگراد به مدت 20 دقیقه و دمای مرحله دوم 1100 درجه سانتیگراد به مدت 20 ساعت تعیین شد. چگالی نسبی بالک های نانوساختار کامپوزیتی تیتانات کلسیم- فلوئورآپاتیت به روش غوطه وری بالای 97 درصد چگالی تئوری بدست آمد. بالک های حاصل توسط پراش پرتو ایکس از نظر فازی و توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی از نظر ساختاری بررسی شدند. همچنین ریزسختی سنجی روی نمونه های بالک اجرا و بر اساس نتایج آن، چقرمگی شکست بالک ها محاسبه شد. نانوپودرهای حاوی 5، 10 و 15 درصد وزنی فلوئورآپاتیت و بالک حاوی 10 درصد وزنی فلوئورآپاتیت جهت ارزیابی زیست فعالی در محلول شبیه سازی بدن غوطه ور شدند. تغییرات ph توسط ph سنج و مقدار یون های کلسیم و فسفر در محلول شبیه سازی بدن حاوی نمونه های مذکور با تکنیک یون سنجی زوج پلاسمایی (icp) در بازه زمانی 1 تا 28 روز اندازه گیری شد. گروه های عاملی آپاتیت شبه استخوانی تشکیل شده بر سطح نمونه ها پس از غوطه وری در محلول شبیه سازی شده بدن با استفاده از تکنیک طیف سنجی فروسرخ با تبدیل فوریه (ftir) شناسایی شد. اندازه دانه نانوپودرها و بالک های نانوساختار کامپوزیتی تیتانات کلسیم- فلوئورآپاتیت زیر 100 نانومتر تعیین شد. از آنجا که نتایج یون سنجی و طیف سنجی فروسرخ نشان دهنده افزایش غلظت یون های کلسیم و کاهش غلظت یون های فسفر و تشکیل گروه های عاملی آپاتیت شبه استخوانی بود، می توان گفت هم نانوپودر و هم بالک نانوساختار کامپوزیتی تیتانات کلسیم- فلوئورآپاتیت دارای خاصیت زیست فعالی می باشند. بالاترین چقرمگی شکست در بالک نانوساختار حاوی 5 درصد وزنی فلوئورآپاتیت معادل 98/5 مگاپاسکال در جذر متر(mpa.m1/2) بود. به هر حال با افزایش مقدار فلوئورآپاتیت، اندازه دانه کاهش، ریزسختی افزایش و چقرمگی شکست کاهش یافت. این تحقیق نشان داد که کامپوزیت تیتانات کلسیم- فلوئورآپاتیت می تواند به عنوان یک ترکیب مناسب برای کاربردهای پزشکی، از نظر چقرمگی شکست و زیست فعالی، مطرح شود.