ارزيابي خواص پوشش سنتز شده از نانو ذرات شيشه زيست فعال روي زيرپايه تيتانيومي

در این پژوهش، ابتدا محلول سل سیلیكاتی تهیه شد. انتخاب درصد تركیب، بر مبنای برقراری ضریب انبساط مطلوب جهت ایجاد پوششی یكنواخت و بدون ترك بر روی سطح فلز تیتانیوم به روش غوطهوری و با درنظر گرفتن پارامترهای مؤثر در كنترل فرایند پوشش دهی انجام شد. به منظور اطمینان از ایجاد پوشش شیشهای زیست فعال نانوساختار و ارزیابی خواص آن، نانوذرات شیشه به روش سل- ژل دو مرحلهای اسیدی- بازی سنتز شدند. بررسی مورفولوژی، تركیب فازی، سطح ویژه و حجم میانگین تخلخلها، به ترتیب با استفاده از روشهای شناسایی میكروسكوپ الكترونی عبوری، پراش اشعه ایكس و تست جذب گاز نیتروژن صورت گرفت. الگوی پراش پرتو ایكس شیشه بعد از عملیات حرارتی، ماهیت آمورف بودن آن را تأیید كرد. اندازه ذرات شیشه، كمتر از 50 نانومتر بود. میانگین ابعاد تخلخل ها و قطر حفره مودال به ترتیب در حدود 17/31 و8/6 نانومتر بدست آمد. تصویر میكروسكوپ الكترونی روبشی از مقطع عرضی پوشش شیشه زیست فعال روی تیتانیوم، نشان داد كه پوششی هموژن و بدون ترك با ضخامت تقریباً 6 میكرون ایجاد شد كه به خوبی به سطح زیرپایه متصل شده بود. مورفولوژی پولكی شكل كریستال های هیدروكسی آپاتیت، پس از غوطه وری پوشش، در محلول شبیه ساز بدن با استفاده از میكروسكوپ الكترونی روبشی مشاهده شد.

In this research, at first, a silicate-based sol was prepared. The composition of the sol selected as effective parameters in coating procedure and creation of a suitable thermal expansion coefficient observed to obtain a uniform and crack-free coating using dip-coating method on titanium substrate. Bioactive glass nanoparticles were synthesized by two steps (acidic/basic) sol–gel process to evaluate the properties of the coating. Morphological study, phase composition, specific surface area and pore volume were analyzed by TEM, XRD, BET/BJH, respectively. XRD pattern confirmed amorphous nature of the sample. The size of the nanoparticles was lower than 50 nm. The average of pore diameter and modal diameter of the pores were about 17/31nm and 8/6 nm, respectively. SEM observation of cross section of the coating revealed that the thickness of homogenous and crack-free coating was nearly 6μm. Flake-like hydroxyapatite crystals were observed using SEM after soaking in simulated body fluid (SBF).