بررسي زيست فعالي نانو كامپوزيت آپاتيت طبيعي- ديوپسايد متراكم سازي شده به روش زينترينگ دو مرحله اي جهت مصارف پزشكي

Investigation of Bioactivity Properties of Nanocomposite NHA/ Diopside Densified by Two Steps Sintered to Use in Medical Applications

در اين تحقيق به منظور دستيابي به كامپوزيت مناسب آپاتيت طبيعي- ديوپسايد با خواص زيست فعالي مطلوب، ابتدا تركيبات مختلف هيدروكسي آپاتيت طبيعي و ديوپسايد (حاوي 10، 20، 30 و 40 درصد وزني ديوپسايد)، تهيه و تحت عمليات حرارتي زينترينگ دو مرحله اي متراكم سازي شدند و سپس استحكام فشاري سرد (CCS) و آپاتيت سازي نمونه ها مورد ارزيابي قرار گرفت. همچنين جهت مشخصه يابي نمونه ها از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، طيف سنجي پراش انرژي پرتو ايكس (EDS)، و آزمون پراش پرتو ايكس (XRD) استفاده شد. نتايج نشان داد كه بيشترين ميزان استحكام (MPa 63) متعلق به نمونه كامپوزيت حاوي 20% ديوپسايد بود و تصاوير SEM و طيف ميكروآناليز EDS ، تشكيل رسوب آپاتيتي بر سطح اين نمونه پس از 28 روز غوطه وري در محلول شبيه سازي شده بدن را تاييد كردند. همچنين يون سنجي انجام شده بر روي اين نمونه، كاهش غلظت يون كلسيم از 100 به 93 و يون فسفر از 31 به 28(ppm) را نشان داد كه بيانگر تشكيل آپاتيت بر روي اين نمونه مي باشد. لذا با توجه به نتايج به دست آمده، نمونه كامپوزيتي حاوي 20 درصد وزني ديوپسايد و 80 درصد وزني هيدروكسي آپاتيت طبيعي را مي توان به عنوان يك نانوبيوسراميك مطلوب جهت مصارف پزشكي از جمله ارتوپدي معرفي كرد.

In this study, to achieve the appropriate composite of natural apatite-diopside with desired bioactivity properties, the various compounds containing 10, 20, 30 and 40 wt.% diopside were prepared and compressed under the two-steps sintering heat treatment. Then the mechanical strength, density and bioactivity of the samples were evaluated. Scanning Electron Microscope (SEM), X-ray energy dispersion spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction analysis (XRD) were used in order to samples' characterization. Results showed that the sample with 20 wt.% diopside had the highest strength (63 MPa), and the SEM images and EDS spectrum confirmed that the apatite diposits is formed on the surface of this sample after 28 days immersion in simulated body solution (SBF). Ion measurment showed the decrease in concentration of Ca ions from 100 to 93 ppm and P ions from 31 to 28 ppm which indicates the formation of apatite on the sample. By considering the obtained results, the composite sample containing 20 wt.% diopside and 80 wt.% natural hydroxyapatite as a ceramic nanobiocomposite with desirable mechanical properties along with appropriate bioactivity could be introduced for medical purposes such as orthopedic.