سنتز نانوكامپوزيت بريديجيت تقويت شده با گرافن براي كاربرد در مهندسي بافت استخوان

كارشناسي ارشد

سراميك بريديجيت (〖〖ca〗_7 mgsi〗_4 o_16 ,Br)، يك مادۀ زيست فعال اميدوار كننده براي مهندسي بافت استخوان، به ويژه در تعمير نواقص استخواني است. با اين حال، سختي و مقاومت مكانيكي پايين بريديجيت، كاربرد آن را در شرايط بارگيري و استفاده هاي مختلف محدود مي¬كند يافته هاي اخير حاكي از زيست سازگاري اميدوار كننده گرافن است كه از آن مي¬توان به عنوان يك افزودني براي بهبود خواص مكانيكي و زيستي كامپوزيت¬ها استفاده كرد. در اين پژوهش گرافن در حضور پروتئين آلبومين گاوي به روش هامرز و بريديجيت به روش سُل ـ ژل سنتز شدند. اضافه كردن گرافن به بريديجيت مدول الاستيك، سختي و چقرمگي شكست آن را به طور قابل ملاحظه¬اي بهبود بخشيد. گرافن در سه نسبت وزني 5 % ، 1 و 2 درصد با بريديجيت به روش اختلاط فيزيكي مخلوط شدند. مكانيسم¬هاي سختي مختلفي از جمله پل زدن و انحراف شكاف و ترك و خارج شدن گرافن اكسيد مشاهده شد، بنابراين مقاومت در برابر انتشار ترك افزايش يافته و منجر به بهبود در چقرمگي شكست مي¬شود. روش¬هاي پراش پرتوايكس (xRD)، ميكروسكوپ¬هاي الكتروني روشبي (SEM) و الكتروني روشبي گسيل ميداني (FESEM)، ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM)، طيف سنجي رامان (Raman) و طيف سنجي تبديل فوريه فروسرخ (FTIR) براي مطالعه و بررسي مورفولوژي و ساختار نانو پودرها و نانوكامپوزيت¬ها مورد استفاده قرار گرفتند. همچنين براي تجزيه و تحليل رفتار حرارتي بريديجيت از آتاليز حرارتي همزمان (STA) براي سنجش وزن حرارتي (TGA) و حرارت تفاضلي (DTA) استفاده شد. براي توزيع اندازه ذرات و اندازه ذرات بريديجيت از آناليز پراكندگي ديناميكي نور (DLS)و براي پايداري محلول گرافن و بريديجيت از آناليز پتانسيل زتا استفاده شد. زيست سازگاري نانوكامپوزيت بريديجيت گرافن اكسيد با استفاده از روش سنجش تست سلولي، متيل تيازول تترازوليوم (MTT) در شرايط آزمايشگاهي مشخص و نشان داد كه رشد و تكثير سلول استخواني به طور قابل توجهي بيشتر شده است. نتايج چسبندگي سلولي نشان داد كه سلول¬هاي استئوبلاست (استخوان) جي 292 مي-توانند در نانوكامپوزيت بريديجيت گرافن اكسيد بچسبند و در آن توسعه پيدا كنند. علاوه بر اين، سرعت تكثير و فعاليت آلكالين فسفاتاز (ALP) سلول در نانوكامپوزيت بريديجيت/ گرافن اكسيد در مقايسه با سراميك خالص بريديجيت بهبود يافته است. اين نتايج نشان مي¬دهد كه نانوكامپوزيت بريديجيت/ گرافن اكسيد مواد اميدوار كننده‌اي براي كاربردهاي پزشكي هستند.

194869

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي نانوفناوري - نانو مواد

دكتر سيد مرتضي نقيب