مشخصه یابی سطحی دیوپساید بالک تهیه شده با روش همرسوبی و تفجوشی پس از غوطه وری در سیال شبیه ساز بدن

نویسندگان

دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی، تهران، ایران

چکیده

دیوپساید بعنوان یکی از سرامی­‌های خانواده پیروکسن، به علت زیست سازگاری و زیست فعالی مطلوب، بتازگی در زمینه­های پزشکی مورد توجه قرار گرفته است. برخلاف روش شیمی تر سل- ژل، مطالعات بر محصولات به دست آمده از واکنش همرسوبی این سیلیکات محدود بوده است. در این مطالعه، سنتز همرسوبی پودر دیوپساید، رفتار تفجوشی و توانایی تشکیل آپاتیت آن بر اثر غوطه­وری در سیال شبیه ساز شده بدن مطالعه شد. مطابق با نتایج، پودر حاصل از همرسوبی دارای ساختاری آمورف است، در حالی که حرارت­دهی آن در دمای °C 1100 ساختاری تکفاز از دیوپساید مونوکلینیک ایجاد می­کند. شکل کروی و ابعاد زیرمیکرونی ذرات پودر آنیل شده در این دما، قابلیت مناسب چگالش پودر پس از فشردن و تفجوشی را توجیه کرد. بررسی سطح نمونه تفجوشی شده پس از غوطه­وری در سیال شبیه­ساز بدن در دوره زمانی مختلف، بیانگر زیست فعالی برون تنی مناسب آن بود که همراه با تشکیل لایه آپاتیت فشرده و یکپارچه بر سطح آن بود. این پژوهش نشان داد که همرسوبی روشی مطلوب جهت تولید قطعات متراکم و زیست فعال دیوپساید برای کاربردهای بالقوه در زمینه­های اورتوپدی و دندانی است.

کلیدواژه‌ها


1. T. Kobayashi, K. Okada, T. Kuroda, K. Sato, Osteogenic cell cytotoxicity and biomechanical strength of the new ceramic diopside. Journal of Biomedical Materials Research, 37 (1997) 100–107.

2. T. Nonami, S. Tsutsumi, Study of diopside ceramics for biomaterials. Journal of Materials Science, 10 (1999) 475–479.

3. W. Xue, X. Liu, X. Zheng, C. Ding, Plasma-sprayed diopside coatings for biomedical applications, Surface and Coatings Technology, 185 (2004) 340-345.

4. A. Lecointre, A. Bessière, K. Priolkar, D. Gourier, G. Wallez, B. Viana, Role of manganese in red long-lasting phosphorescence of manganese-doped diopside for in vivo imaging, Materials Research Bulletin, 48 (2013) 1898-1905.

5. J. Alimuhamadi, N. Karpukhina, M. Cattell, Diopside Glass-Ceramics for Dental and Biomedical Applications. Advances in Science and Technology, 96 (2014) 15-20.

6. Y. Miake, T. Yanagisawa, Y. Yajima, H. Noma, N. Yasui, T. Nonami, High-resolution and analytical electron microscopic studies of new crystals induced by a bioactive ceramic (diopside), Journal of dental research, 74 (1995) 1756-1763.

7. M. Diba, F. Tapia, A.R. Boccaccini, L.A. Strobel, Magnesiumcontaining bioactive glasses for biomedical applications, International Journal of Applied Glass Science, 3 (2012) 221-253.

8. M. Diba, O.M. Goudouri, F. Tapia, A. R. Boccaccini, Magnesium-containing bioactive polycrystalline silicate-based ceramics and glass-ceramics for biomedical applications. Current Opinion in Solid State and Materials Science, 18 (2014) 147–167.

9. N.Y. Iwata, G.H. Lee, S. Tsunakawa, Y. Tokuoka, N. Kawashima, Preparation of diopside with apatite-forming ability by sol–gel process using metal alkoxide and metal salts. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 33 (2004) 1-6.

10. T. Kokubo, How useful is SBF in predicting in vivo bone bioactivity? Biomaterials, 27 (2006) 2907–2915.

11. Z. Ecsedi, Synthesis of tailored porosity materials using the sol-gel method, Chem Bull “POLITEHNICA” Univ (Timişoara), 52 (2007) 14-17.

12. R. Vahedifard, E. Salahinejad, Microscopic and spectroscopic evidences for multiple ion-exchange reactions controlling biomineralization of CaO.MgO.2SiO2 nanoceramics, Ceramics International, 43 (2017) 8502–8508.

13. M. Jafari Baghjeghaz, E. Salahinejad, Enhanced sinterability and in vitro bioactivity of diopside through fluoride doping, Ceramics International, 43 (2017) 4680–4686.

14. X. Liu, C. Ding, P.K. Chu, Mechanism of apatite formation on wollastonite coatings in simulated body fluids. Biomaterials, 25 (2004) 1755–1761.