ارزیابی رفتار خوردگی، زیست فعالی و سمیت سلولی پوشش نانوساختار هاردستونیت روی زیر لایه تیتانیوم

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مواد، دانشگاه آزاد نجف آباد

2 گروه مهندسی مواد، دانشکده فنی-مهندسی، دانشگاه شهرکرد

چکیده

هدف از این پژوهش، اعمال پوشش هاردستونایت (Ca2ZnSi2O7) به روش لایه نشانی الکتروفورتیک روی زیر لایه تیتانیومی (Ti-6Al-4V) بود. ابتدا هاردستونایت به روش سل-ژل تهیه گردید. ساختار، شکل و آنالیز عنصری پودر تولید شده، به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، پراش پرتو ایکس (XRD) و طیف سنج توزیع انرژی پرتو ایکس (EDAX) بررسی شد. سمیت نانوذرات نیز به روش MTT بررسی گردید. پوشش دهی زیرلایه تیتانیمی به روش الکتروفورتیک و در محلول متانول انجام شد. نمونه های پوشش داده شده به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. جهت بررسی قابلیت تشکیل آپاتیت روی پوشش، نمونه ها در محلول شبیه سازی شده بدن (SBF) غوطه ور شدند و تشکیل آپاتیت بر روی آن ها توسط میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی مقاومت خوردگی پوشش‌ها از آزمون پلاریزاسیون تافل استفاده شد. آزمون غوطه وری حاکی از زیست فعالی نمونه ها در محلول شبیه سازی شده بدن بود. بررسی نتایج آزمون تافل نشان داد که مقاومت در برابر خوردگی نمونه دو بار پوشش داده شده با ولتاژ 50، در مقایسه با زیر لایه تیتانیومی بدون پوشش افزایش یافته است. نتایج آزمون سمیت سنجی سلولی نیز، عدم سمیت نانوذرات هاردستونایت و زیستایی سلول های بنیادی مغز استخوان را تأیید کرد. نتایج به دست آمده در این پژوهش نشان داد که پوشش هاردستونایت به روش الکتروفورتیک روی زیر لایه تیتانیومی قابل اعمال است. همچنین رفتار خوردگی و زیستی زیرلایه پوشش داده بهبود خواهد یافت و هاردستونیت می تواند به عنوان یک پوشش بیوسرامیکی نوین مورد توجه قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها


 

1. L. L. Hench, Bioceramics, Am.ceram.soc, 81(1998)1705-28.

2. L. L. Hench, wilson, introduction to Bioceramics, world scientific publishing co, 1(1993)123-125.

3. L. L. Hench, Bioceramics:from concept to clinic, Am.ceram.soc, 74(1991)1484-1510.

4. S. F. Hulbert, C. Bokros, L. L. Hench, ceramics in clinical applications:past,present and future, The Nethelands, (1987)189-213.

5. M. Jarcho, calcium phosphate as hard prosthetices, Clin orthop, 157(1981)259-278.

6. S. D. Cook, K. A. Thomas, J. F.Kay, M. Jarcho, Hydroxylapatite coated titanium for orthopaedic implant application, Clin.Orthop.Rel.Res, 232(1988)225-243.

 7. فتحی محمد حسین، مرتضوی وجیهه السادات، کاربرد پزشکی پوششهای بیو سرامیک ایمپلنت ها، نشر ارکان اصفهان(1378)111-114.

 8. T. Yamamuro, L. L. Hench, J. Wilson, calcium phosphate and hydroxylapatite ceramics, Hand book of Bioactive ceramics, 2(1990)23-24.

9. مرتضوی وجیهه السادات، فتحی محمد حسین، نقش پوششهای بیوسرامیکی در موفقیت ایمپلنت ها، مجموعه خلاصه مقالات ششمین کنگره بین المللی انجمن دندان پزشکان ایران، 13(1379)63-74.

10. Ch. WU. J. Chang, and W. Zhai, A novel hardystonite bioceramic: preparation and characteristics, ceramics, 31(2005)27-31.

11. P. Magnusson, L. Larsson, M. Magnusson, MW. Davie, C. A. Sharp, Isoforms of bone alkaline phosphatase: characterization and origin in human trabecular and cortical bone, Bone Miner Res, 14(1999)1926–1933.

12. A. Doostmohammadi, A. Monshi, R. Salehi, M. H. Fathi, G. Golnia, A.U.Daniels, A.U., Bioactive Glass Nanoparticles with Negative Zeta Potential, Ceram Intern, 37(2011)2311-2316.

13. M. Zhang, W. Zhai, and J. Chang, Preparation and characterization of a novel willemite bioceramic, Mater Sci: Mater Med, 21(2010)1169-1173.

14. M. Czkaa, K. Cholewaa, and  A. aCzka-Osyczkab, Gel-derived powders of CaO-P2O5-SiO2 system as a starting material to production of bioactive ceramics, Alloys andCompounds, 15(2008)42-51.

15. C. Garcia, S. Cere, A. Duran, Bioactive coatings prepared by sol–gel on stainless steel 316L, Non-Crystalline Solids, 348(2004) 218-224.

16. B. Zhang, CT. Kwok, FT. Cheng, Hc. Man, Fabrication of nano-structured HA/CNT coatings on Ti6Al4V by electrophoretic deposition for biomedical applications, Nanosci Nanotechnol, vol. 12(2011)10740-10745.

17. C. Wu, Y. Ramaswamy, J. Cheng, J. Woods, H.Zreiqat, The effect of Zn contents on phase composition, chemical stability and cellular bioactivity in Zn-Ca-Si system ceramics, 2(2008)346-353.

18. N. Schiffa, B. Grosgogeata, M. Lissaca, F. Dalardb, Influence of fluoride content and pH on the corrosion resistance of titanium and its alloys, Biomaterials, 23(2002)1995-2002.

19. D. M. Reffitt, N. J. Meenan, D. J. Sanderson, R. Jugdaohsingh J. Powell, R.J.Thompson, Bone density improves with disease remission in patients with inflammatory bowel disease, Gastroenterol Hepatol, 15(2003)1267-1273.

 

 

20. Ch. WU. J. Chang, and W.Zhai, A novel hardystonite bioceramic: preparation and characteristics,  Ceramics, 31(2005)27-31.

21. A. Doostmohammadi, A. Monshi, R. Salehi, M. H. Fathi, G. Golnia, A. U .Daniels, Bioactive Glass Nanoparticles with Negative Zeta Potential, Ceram Intern, 37(2011) 2311-2316.

22. C. Wu, J. Chang, Degradation, bioactivity, and cytocompatibility of diopside, akermanite, and bredigite ceramics,  Biomed. Mater. Res. B Appl. Biomater, 83(2007)153-160.