دانلود تحقیق هیدروکسی آپاتیت و شیشه های پایه سیلیکاتی

چکیده:

 مواد بدست آمده بوسیله عملیات حرارتی و مخلوط کردن HA( هیدروکسی آپاتیت) و شیشه های پایه سیلیکاتی از نوع  در این تحقیق بوده است.

تاثیر مقدار شیشه روی تخلخل ،ریز ساختار و روی جزء اصلی سازنده ماده نهایی بررسی شده است.

تاثیر این فاکتورها روی رفتار زیستی در محیط invitro) مواد بدست آمده هم تحقیق شده است.

یک آزمایش زیست سازگاری در invitro با سلول های شبیه سلول های استخوان ساز انجام شده است.

افزایش شیشه به HA تغییراتی را در واکنش های حالت جامد ایجاد می‌کند که محصول از HA به فاز  تغییر شکل می یابد وساختمان سیلیکون شامل فازهای (pseudowollastonite  silicocarnotite) می‌باشد.

در این مخلوط افزایش میزان خلل و فرج و روزنه های ریز وریز ساختار ناهمگن با ماده اولیه مقایسه شده است. مقدار شیشه های sol-gel افزایش یافت و اثرات قبلی بزرگتر بودند.

این مواد وقتی در مایعات بدن خیس می خورند روی سطح آنها ساختار آپانیت لایه ای ایجادمیشود که این عمل در نمونه ای که مقدار شیشه بیشتری دارد با سرعت بیشتر انجام می‌شود.

ساختمان این لایه جدید در مناطقی که اولویت دارند در هردو نمونه آغاز می‌شود و به واکنش های متفاوت فازهای کریستالی تغییر شکل یافته بستگی دارد.

یک اثر متقابل بین HA و شیشه مشاهده شده است که نشان می دهد که در مخلوط رفتار زیستی سریع تر از حالتی است که به تنهایی HA و یا شیشه داشته باشیم.

مواد بدست آمده باعث میشوند که سلول های شبیه سلول های استخوان ساز چسبندگی خوب وتوسعه وتکثیر زیاد داشته باشد وهیچ اثر سمی در این رابطه مشاهده نشده است.

مقدمه:

مواد کلسیم فسفاتی و هیدروکسی آپاتیت به خاطر تشابه شان از نظر ترکیب شیمیایی با بافت استخوانی و زیست سازگاری آنها و ایجاد نکردن تورم و واکنش التهاب زا واستعدادشان در تولید سلول های استخوانی به طور ویژه ای برای قرار گرفتن به صورت کاشتی در استخوان ایده آل به نظر می رسند.

هیدروکسی آپاتیت اجازه ایجاد یک واکنش بیولوژیکی ویژه را د رفصل مشترک بافت وکاشتنی می دهد که باعث هدایت تغییر و دگرگونی پیوند بین استخوان وموادزیستی می‌شود.

مواد دیگر مانند شیشه های پایه سیلیکاتی رفتار زیستی بهتری را نسبت به کلسیم فسفات ها نشان می دهد. به عنوان مثال واکنش های زیستی در شیشه های پایه سیلیکاتی در چند دقیقه رخ می دهد در حالیکه همین واکنش ها در HA چندین روز طول می کشد.

یک مشخصه خیلی مهم از شیشه های پایه سیلیکاتی این است که که یک کنترل ژنتیکی روی واکنش سلول های استخوان ساز از خود نشان می دهند.

سرعت رفتارهای زیستی شیشه های پایه سیلیکاتی وابسته به نقش Sio2 یا سیلیکون در واکنش های سطح آنها و از این رو روی رفتار in viro , in vitro  آنها است.

واکنش های سطحی که در شیشه های زیستی رخ می دهد اجازه می دهد که کریستالیزشین های بعدی از کریستال های آپاتیت چسبندگی سلولی و دگرگونی کلاژن ایجاد می‌شود.

سیلیلکون نقش ضروری در توسعه اسکلت دارد.نخستین نشانه از نقش فیزیولوژیکی توسط carlisle گزارش شده است که نشان می دهد که سیلیکون در مراحل اول استخوان سازی درگیر بوده است.

Milne , schwarz مطالعات مشابهی انجام دادند که کمبود سیلیکون در موش ها باعث تغییر شکل جمجمه آنها می‌شود.

بعضی از کلسیم فسفات ها مانند  بر خلاف HA معمولا جز مواد قابل جذب طبقه بندی می‌شوند. و آنها طوری طراحی شده اند که بعد از مدتی به تدریج محو می‌شوند. و به وسیله بافت میزبان جایگزین می‌شوند.

چندین تن از مولفین نشان داده اند که ترکیب شکل گرفته بوسیله زینترینگ از HA با مقدار کمی از شیشه که به آن اضافه شده (که یا فسفات و یا پایه سیلیکاهست) باعث می‌شود که محصول نهایی تغییر شکل بدهد و از HA به  تبدیل می‌شود که این فرایند به ترکیب شیشه وعملیات حرارتی بستگی دارد. به علاوه ترکیبات پایه فسفاتی ممکن است پیشرفت زیادی از خواص مکانیکی ورفتار زیستی در مقایسه با HA خالص از خود نشان دهند.

برای اینکه سیلیکون در دگرگونی استخوان اهمیت دارد واینکه احتمال تولید فاز محلول کلسیم فسفات وجود دارد. این خیلی جالب است که رفتار زیستی HA و شیشه های پایه سیلیکاتی را بررسی کنیم.

اگر چه تعدادی از مقالات که منتشر شده در این ارتباط بوده است.

در این تحقیق: مخلوط HA و شیشه های پایه سیلیکاتی  که آن را از این پس 55s می نامیم که برای روش sol-gel آماده شده بود. در 1300c زینتر شده است.

وتاثیر مقدار شیشه ( که 5و20 درصد وزنی بود) روی میزان تخلخل و ریزساختار وفازهای جز اصلی از مواد نهایی مطالعه شده است.

تاثیر این فاکتورها روی رفتار زیستی در محیط in vitro از مواد بدست آمده تحقیق شده است و به علاوه در محیط in vitor زیست سازگاری این مواد ارزیابی شده است.

2) آزمایشات:

          1-2) آماده سازی ومشخصات نمونه ها:

پودر 55s بوسیله روش sol-gel آماده می‌شود.

 Triethyl  phosphate &.Tetraethyl or thosilicate & calcium nitrato tetrahydrate در اکسید مواد اولیه استفاده شده اند. سنتزها  در جای دیگر شرح داده شده اند.

ژل های خیس شده آسیاب شده والک شدند وذرات آنها شکسته شده به صورت حلقه واندازه آن ها بین 32 تا 63 میکرومتر می‌باشد انتخاب می‌شوند. و بعد از آن ژل حرارت می بیند در دمای 700 cبه مدت 3 ساعت (55s-700) HA از واکنش بین  و محلول  بدست می آید که قبلا گزارش شده است.

HA بدست آمده در  به مدت 1 ساعت خشک می‌شود و پس از آن به صورت خشک برای 20 ساعت آسیاب می‌شود(HA-1200)

(55s-700) , (HA-1200) به صورت خشک در یک مخلوط کن به مدت 24 ساعت مخلوط می‌شوند.

مخلوط شامل 5و20 درصد وزنی از (55s-700)  ] نمونه های M 80-20 , M95-5به ترتیب [ آماده می‌شوند. قرص ها با 13 میلی متر قطر و 2 میلی متر ارتفاع) از 5/0 گرم از پودر مخلوط بدست می آیند.

وتحت نیروی تک محوری 55 مگاپاسکال وفشار ایزواستاتیک 150 مگا پاسکال قرار می گیرند بعد از آن قرص ها تا دمای  حرارت می بینند(5درجه بر دقیقه) به مدت 3 سال وبعد از آن به مدت 24 ساعت تادمای  حرارت می بیند (5 درجه بر دقیقه)

پودرهای نارس ونمونه های تولید شده XRD می‌شوند. و با SEM کوپل شده و با EDS مورد بررسی قرار می گیرند. در XRD رنج اشعه  از 5 تا 120 در جه  است وهر step آن 02/0 درجه وزمان هر step  10 ثانیه می‌باشد. تعیین عناصر موجود در نمونه ها به وسیله روش Rietveld انجام می‌شود( با استفاده ازنرم افزار philips xpert

2-2) آزمایش رفتار زیستی in vitro در مایعات بدن شبیه سازی شده SBF simulated  body fluid آزمایش in vitro با خیساندن دیسک ها روی حمایت کننده های عمودی در یک چهارچوب پلاتین در مایعات بدن شبیه سازی شده انجام شد.PH=7/3) و دما )

ژئومتری سطح در حجم محلول  بوده است. نمونه ها خیس خورده اند به مدت 3 سال ،1 روزه،3 روز ،5 روز و 7 روز در SBF. هر دو تغییر غلظت یون ها SBF و سطح نمونه ها بررسی شده است وغلظت  اندازه گیری شد.

تغییر شکل لایه های آپاتیت گونه سطح قرص ها با SEM ,EDS,XRD بررسی شده است.

3-2) آزمایش زیست سازگاری in vitro

کشت سلولی وتکثیر وآزمایش سمیت شناسی در تحقیق زیست سازگاری مواد بدست آمده انجام شده. یک خط از سلول های شبیه سلول های استخوان ساز که علامت گذاری شده استفاده می‌شود 4 نمونه در هر آزمایش استفاده می‌شوند. که به وسیله هوای خشک  به مدت 24 ساعت استریل شده اند.

شامل 2mm گلوتامین  پنی سیلین و 100mg/ml culture medium آنتی بیوتیک به فرمول  و 10% حجمی foetal  calf است  culturing در دمای  واتمسفر نم دار شامل %95 هوا و 5%  (شرایط استاندارد) نگهداری می‌شود.

سلول های روی سطح مواد در 24 صفحه کشت سلولی ریخته شده اند ودانسیتنه سلول ها در آزمایش تکثیر     و در آزمایش سمیت شناسی  بوده است.

این آزمایشات با محلول اسید آسکوربیک تازه آماده شده  (10mm) انجام شده و در شرایط استاندارد نگهداری می‌شود. Culture medium بعد از سه روز تجدید شده وتازه می‌شود.

رفتار الصاقی وانتشاری سلولهای استخوان ساز رویسطح نمونه ها ومورفولوژی سلول ها به وسیله SEM در 1 ساعت، 6ساعت و 1 روز و 3 روز آنالیز می‌شود.