Characterization of a group of nanostructured bioceramics in the SiO2-CaO-MgO system prepared by the sol-gel process
۵۸ص.
عرفان صلاحی نژاد
متن کامل
کارشناسی ارشد
صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
۱۳۹۵
شناسایی و انتخاب مواد مهندسی
فلوراید به طور سودمندانه ای از یک سو، مانع از ایجاد حفره و پوسیدگی دندان می شود و از سوی دیگر باعث ایجاد خواص ضد باکتریایی می گردد. بنابراین، بیوسرامیک های حاوی فلوراید در زمینه های مختلف بیومواد از قبیل اورتوپدی و مخصوصا دندانپزشکی، نویدبخش هستند. با اطلاعات ما، تاکنون گزارشی مبنی بر افزودن فلوراید به بیوسرامیک های سیستم OgM-OaC-2OiS منتشر نشده است. در این مطالعه، دیوپساید (6O2iSgMaC) به عنوان یک بیوسرامیک پایه سیلیکاتی حاوی منیزیم متعلق به سیستم سه تایی فوق، به عنوان پذیرنده فلوراید انتخاب شد. دیوپساید به وسیله روش های سل-ژل کلاسیک و اصلاحیه ای بر آن (همرسوبی) با استفاده از پیش ماده های کلریدی سنتز شد. آنالیز پراش پرتو ایکس نشان داد که بر خلاف روش سل-ژل، روش همرسوبی پس از عمل کلسینه منجر به تشکیل یک ساختار دیوپساید تک فازی برای نمونه های خالص (بدون فلوراید) و نمونه های حاوی فلوراید (البته تا 2 درصد مولی افزودن فلوراید) می شود. همچنین، نتایج میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی نشان داد که با افزودن فلوراید، قابلیت تفجوشی دیوپساید بهبود می یابد. به منظور ارزیابی زیست فعالی نمونه-های تهیه شده، آزمون های میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی مجهز به آنالیز طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه و پلاسمای جفت شده القایی به کار رفت. علاوه بر تایید زیست تخریب پذیری نمونه ها در شرایط شبیه سازی شده، پی برده شد که نمونه حاوی 1 درصد مولی فلوراید در مقایسه با دیگر نمونه های حاوی 0 و 2 درصد مولی فلوراید، زیست فعالی بهتری را از خود نشان می دهد. همچنین، نمونه حاوی 2 درصد مولی فلوراید توانایی تشکیل آپاتیت کمتری از نمونه دیوپساید دوپ نشده داشت. در نهایت نتیجه گرفته شد که فلوراید را می توان به عنوان عامل دوپ کننده در سیلیکات های حاوی منیزیم به منظور بهبود خواص زیستی، مخصوصا زیست فعالی، بیشتر توسعه داد.
fluoride, on the one hand, prevents the cavitation and decay of teeth, and on the other hand, induces antibacterial properties advantageously. Hence, fluoride-containing bioceramics are promising in the different fields of biomaterials like orthopedic and especially dentistry. To our knowledge, no report on the addition of fluoride to bioceramics of the SiO2-CaO-MgO system has been published. In this study, diopside )CaMgSi2O6(, as a Mg-containing silicate bioceramic belonging to the above ternary system, was selected as the recipient of fluoride. Diopside was synthesized by classical and modified sol-gel )coprecipitation( methods using chloride precursors. X-ray diffraction analyses showed that in contrast to sol-gel, the coprecipitation process followed by calcination leads to the formation of a single-phase diopside structure for both the pure and fluoridated samples albeit up to 2 mol% of the fluoride addition. Also, field emission scanning electron microscopy indicated that by the incorporation of fluoride, the sinterability of diopside is improved. To assess the bioactivity of the prepared samples, Fourier transform infrared spectroscopy, inductively coupled plasma and field emission scanning electron microscope equipped with energy-dispersive X-ray spectroscopy were used. As well as the confirmation of in vitro biodegradability for all of the single-phase diopside samples, it was realized that the sample containing 1 mole% of fluoride presents a better bioactivity compared with those containing 0 and 2 %. Also, the sample containing 2 % of fluoride had a less apatite-mineralization ability than the undoped diopside sample. It is eventually concluded that fluoride can be considered as a doping agent in magnesium-containing silicates to improve biological, particularly bioactivity, behaviors.