تهیه و مشخصه یابی نانو پودر و بالک نانو ساختار کامپوزیت هیدروکسی آپاتیت-فورستریت برای درمان نواقص استخوان فک و دهان

اگرچه هیدروکسی آپاتیت نانومتری ماده بسیار عالی برای پیوند استخوان است ولی چقرمگی شکست پایین آن، استفاده از آن را در کارهای ارتوپدی و به خصوص کاشتنی های تحت بار محدود کرده است. به همین دلیل کامپوزیت سازی، کاربرد آن را وسیع تر می کند. فورستریت در مقایسه با سایر بیو سرامیک ها، مانند شیشه زیست فعال، شیشه- سرامیک ها و هیدروکسی آپاتیت، خواص مکانیکی بالاتری دارد. پس می توان انتظار داشت که کامپوزیت هیدروکسی آپاتیت- فورستریت در جهت بهبود خواص مکانیکی و زیست فعالی مفید باشد. هدف از این پژوهش تهیه و مشخصه یابی نانو پودر کامپوزیتی هیدروکسی آپاتیت- فورستریت به روش سل-ژل و بالک نانو ساختار از آن به روش زینترینگ دو مرحله ای است. نانو پودر کامپوزیتی هیدروکسی آپاتیت- فورستریت به روش سل- ژل تولید شد. سپس برای ایجاد ساختاری متراکم و چگال از کامپوزیت هیدروکسی آپاتیت- فورستریت، با حفظ ویژگی های ساختار نانو، روش زینترینگ دو مرحله ای استفاده شد. با روش تاگوچی آزمایش طراحی شد و به کمک نرم افزار qualitek دمای ثانویه، زمان اولیه و زمان ثانویه بهینه شد. تاثیر دما و زمان زینترینگ بر چگالی، اندازه دانه، ساختار فازی و خواص مکانیکی بررسی شد. از روش های پراش پرتو ایکس (xrd)، آنالیز حرارتی افتراقی(tg,dta) ، میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem) ، میکروسکوپ الکترونی عبوری(tem) به منظور مشخصه یابی نانو پودر کامپوزیتی هیدروکسی آپاتیت- فورستریت و بالک نانو ساختار چگال زینتر شده از نانو پودر تولیدی، استفاده شد. طیف سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه(ftir) و میکروسکوپ الکترونی روبشی به منظور ارزیابی خواص زیست فعالی بالک نانو ساختار چگال زینتر شده از نانو پودر کامپوزیتی هیدروکسی آپاتیت- فورستریت، استفاده شد. از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) به منظور ارزیابی مورفولوژی سلول های کشت شده در سطح بالک نانو ساختار زینتر شده استفاده شد. نتایج نشان داد که اندازه ذرات نانو پودر کامپوزیت هیدروکسی آپاتیت- فورستریت حدود 30 نانو متر و اندازه دانه های بالک نانو ساختار چگال زینتر شده به روش زینترینگ دو مرحله ای حدود 20 تا 50 نانومتر حاصل شده است. بیش ترین چگالی در دمای اولیه 1200 درجه سانتی گراد، دمای ثانویه 1100 درجه سانتی گراد، زمان اولیه 5 دقیقه و زمان ثانویه 25 ساعت، بدست آمد. نتایج آزمون غوطه وری در محلول شبیه سازی شده بدن حاکی از آن بود که بالک نانو ساختار زینتر شده از نانو پودر کامپوزیت هیدروکسی آپاتیت- فورستریت قابلیت تشکیل آپاتیت را در محلول شبیه سازی شده بدن دارد که نشان دهنده زیست فعالی آن است. نتایج آزمون کشت سلول نشان دهنده تاثیر عدم سمیت نانو پودر کامپوزیت هیدروکسی آپاتیت- فورستریت بر سلول ها است. نتایج آزمون چسبندگی سلولی بر سطح بالک نانو ساختار زینتر شده، نشان دهنده چسبندگی و رشد سلول ها بر روی آن است. چگالی بالک زینتر شده به روش زینترینگ دو مرحله ای تحت شرایط بهینه 94% دانسیته تئوری بدست آمد. چقرمگی شکست بالک نانو ساختار چگال زینتر شده از کامپوزیت هیدروکسی آپاتیت- فورستریت بیش تر از هیدروکسی آپاتیت بدست آمد.