سنتز و بررسی مورفولوژی پوشش هیبریدی فلوئورآپاتیت/ تیتانیا حاوی نانولوله کربنی و عامل آنتی باکتریال مورد استفاده در کاشتنی های پزشکی

یکی از مهمترین چالش¬ها در مورد پوشش¬های هیدروکسی آپاتیت پلاسما اسپری شده بر روی ایمپلنت-های تیتانیومی، عدم درگیری مکانیکی استخوان تشکیل شده بر سطح پوشش با استخوان میزبان وسست شدن ایمپلنت، تجمع باکتریها و ایجاد پوسیدگی در فصل مشترک بافت/ایمپلنت، چقرمگی شکست پائین و چسبندگی کم هیدروکسی آپاتیت به زیرلایه می¬باشد. تحقیق حاضر با هدف اعمال پوشش هیبریدی فلوئورآپاتیت/تیتانیا/نانولوله کربنی (دکوراسیون شده با عامل آنتی باکتریال مس) با روش سل-ژل بر روی زیرلایه ti-6al-4v برای رفع چالش¬های فوق انجام شده است. فلوئورآپاتیت [ca10(po4)6f2]، دارای خاصیت ضد پوسیدگی بوده و افزودن tio2 به پوشش هیدروکسی آپاتیت باعث بهبود چسبندگی به ایمپلنت¬های تیتانیومی می¬شود. نانولوله¬های کربنی دارای مشابهت فیزیکی با کلاژن¬ (فاز آلی استخوان) بوده و در مقادیر کم قابلیت بهبود خواص مکانیکی هیدروکسی آپاتیت را داراست. توزیع مناسب و افزایش برهمکنش فازها با نانولوله¬های کربنی توسط بهینه¬سازی پتانسیل زتا در فرایند دکوراسیون مورد بررسی قرار گرفت. رفتار زیستی پوشش در محیط آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفت. تاثیرات تقویت کننده¬ها بر خواص مکانیکی پوشش توسط آزمون¬های نانودندانه¬گذاری و خراش انجام شد. نتایج نشان داد که سنتز کامپوزیت هیبریدی با خلوص بالا مستلزم کنترل دقیق پارامترهای فرایند بویژه ph در فرایند سل-ژل می¬باشد. افزایش ph در سل فلوئورآپاتیت باعث بهبود فرایند هیدرولیز و افزایش قابلیت واکنش¬پذیری پیش¬ماده¬های کلسیم و فسفات می¬شود. گروههای پیوندی مشخص شده در آنالیز¬ ftir، رفتار جذب uv و تصاویر tem نمونه¬ها مشخص نمود که دکوراسیون نانولوله¬های کربنی با مس باعث ایجاد اتصال در فصل مشترک فازها در پوشش کامپوزیتی می¬گردد. حضور ذرات مس بر سطح نانولوله¬های کربنی محل¬های مناسبی را برای جذب الکترواستاتیکی ti-oh و جوانه زنی هتروژن tio2 ایجاد می¬کند. سپس جذب یونهای کلسیم بر سطح ذرات اکسید تیتانیوم اتفاق افتاده و اتصال قوی بین سه فاز در پوشش هیبریدی برقرار می¬شود. آزمون¬های مکانیکی، بهبود خواص مکانیکی پوشش در حضور نانولوله¬های کربنی دکوراسیون شده را اثبات نمود که ناشی از اتصال مناسب با سایر فازها در پوشش و همزمان پل زدن نانولوله¬ها در زمینه می¬باشد. رفتار زیستی پوشش هیبریدی نسبت به فلوئورآپاتیت خالص بهبود یافته و حضور مس در کامپوزیت موجب ایجاد خاصیت آنتی باکتریال در آن شد. بررسی¬های مورفولوژیکی نشان داد که حضور نانولوله¬های کربنی باعث ایجاد مورفولوژی گل رز در پوشش و همچنین القای تشکیل آپاتیت بیولوژیکی با مورفولوژی فیبری در سطح پوشش، پس از قرار گیری در sbf می¬شود. بنابراین پوشش هیبریدی سنتز شده قابلیت ایجاد درگیری مکانیکی با استخوان مجاور ایمپلنت را با رشد فیبرهای آپاتیتی درون ساختار متخلخل استخوان داراست.