عنوان :

تحقیق نانو کامپوزیت

تعداد صفحات : ۴۷

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده :

 آپاتیت و فسفات های کلسیم مربوط به آن از موارد توجه بیولوژیست ها ، کانی شناسی ، شیمی معدنی و شیمی صنعتی برای سالهای طولانی بوده است . بیومتریال های کلسیم فسفات خصوصاً هیدروکسی آپاتیت کاربردهای کلینیکی زیادی در تعمیر عیوب استخوانی ، اضافه استخوان و پوشش ایمپلنتهای فلزی بکار می رود. این مواد به عنوان مواد زیست فعال شناخته شده اند. مشخصه سرامیکهای زیست فعال وابستگی زمان ، اصلاح سینتیکی سطح که در کاشتن اتفاق می افتد ، می باشد . سطح یک لایه بیولوژیکی فعال ، کربنات هیدروکسی آپاتیت ایجاد می کند که با بافت های زنده پیوند ایجاد می کند .

ترکیب هیدروکسی آپاتیت اولین ماده ای بود که به دلیل شباهت آن به بخش معدنی ساختار استخوان و دندان برای پوشش دادن کاشتنی های فلزی مورد استفاده قرار گرفت . از آنجا که توده یا تکه هیدروکسی آپاتیت (HA) در مقایسه با آلیاژها و فلزات کاشتنی متداول و سرامیکهای با استحکام بالا مثل آلومین ( اکسید آلومینیوم ) و زیرکون  نسبتاً ترد و ضعیف است . بهترین استفاده آن در کاربردهای کاشتنی تحت بار به صورت پوشش دادن این ماده برروی مواد کاشتنی قویتر است .

 باید توجه داشت که یکی از جدی ترین موانع در راه گسترش وسیع بیوسرامیک هایی چون هیدروکسی آپاتیت ، تری کلسیم فسفات و …. خواص مکانیکی ضعیف این بیو سرامیک ها در مقایسه با استخوان طبیعی است . به همین دلیل تلاشهای گسترده و وسیعی در جهت بهبود خواص مکانیکی این مواد بیو سرامیکی صورت گرفته است .

واژه های کلیدی: هیدروکسی آپاتیت، سرامیک های فسفاتی، استخوان، نانو کامپوزیت ها

فهرست مطالب

چکیده     ۴
مقدمه     ۵
سرامیک های فسفاتی    ۱۲
هیدروکسی آپاتیت (Hydroxy  Apatite)    ۱۹
معرفی هیدروکسی آپاتیت    ۱۹
تولید هیدروکسی آپاتیت مصنوعی    ۲۰
هیدروکسی آپاتیت بیولوژیکی و تهیه آن از مواد طبیعی    ۲۱
روش تهیه هیدروکسی آپاتیت از استخوان گاو    ۲۳
سرامیزاسیون هیدروکسی آپاتیت    ۲۴
نانو کامپوزیت های پلیمری    ۳۳
ویژگی های نانو کامپوزیت ها     ۳۵
نانو کامپوزیت های فلزی    ۳۷
رنگ و پوشش    ۳۸
بهبودشیشهاتومبیل با Clarity Defender    ۴۱
قالب‌گیری تزریقی    ۴۱
حسگر    ۴۲
مبدل های کاتالیستی و فیلترها    ۴۴
نیرو    ۴۵
صفحات نمایشگر    ۴۶
منابع    ۴۷

منابع:

 ماهنامه فناوری نانو،سال ششم،آبان ۱۳۸۶،شماره۱۲۱

ماهنامه فناوری نانو،سال ششم،دی ۱۳۸۶،شماره ۱۲۳

جهانشاهی،دکتر محسن،نانوفناوری مولکولی و نانو فناوری زیستی تعاملی بین طبیعت و فناوری،دانشگاه مازندران،۱۳۸۶

رفیعی تبار،دکتر هاشم،فیزیک محاسباتی نانو لوله های کربنی،Cambridge University Press،۱۳۸۶

Callas.s.r.kumar نانو مواد برای تشخیص و درمان پزشکی،wiley-vch،۲۰۰۷

مقدمه :

بیو سرامیک ها دسته ای از مواد سرامیکی ( طبیعی و مصنوعی ) هستند که به منظور تقویت ، ترمیم و یا تتعویض قسمتهایی از بافت ، اعضای معیوب و یا از کار افتاده بدن انسان به مدت محدود یا نا محدود به کار برده می شوند که ممکن است خنثی ( نظیر آلومینا و زیرکونیا) ، قابل جذب (نظیر تری کلسیم فسفات ) و یا فعال ( نظیر هیدروکسی آپاتیت ، شیشه ها و شیشه سرامیک ها ) باشند. این مواد ممکن است صرفاً به عنوان بیو مواد طراحی و ساخته شده باشند ( مانند انواع بیو شیشه ها ) و یا ابتدا به منظورهای دیگر طراحی شده ( مثل آلومینا) و بعد به عنوان بیو مواد به کاررفته باشند. بیوسرامیک ها می توانند تک بلور ( مثل سافیر ) ، پلی کریستال ( مثل آلومینا و هیدروکسی آپاتیت ) یا کامپوزیت باشند.

طبقه بندی نانو کامپوزیت ها

عامل اصلی برتری بیو مواد سرامیکی بر انواع فلزی و پلیمری در سازگاری بسیار خوب این مواد با سازوکارهای موجود زنده می باشد. این سازگاری در وهله اول ناشی از آن است که سرامیک ها عمدتاً حاوی عناصری هستند که در محیط های زنده یافت می شوند به عنوان مثال می توان به کلسیم ، فسفر ، سدیم ، پتاسیم و منیزیم اشاره کرد. همچنین عناصری نظیر آلومینیم و تیتانیم در سرامیک ها وجود دارند که خاصیت سمی آنها در مقابل بافت زنده بسیار محدود و ناچیز است .

برای استفاده از یک کاشتنی باید به دو جنبه مهم توجه داشت : اول تاثیری که محیط بیولوژیک بر ماده می گذارد و دوم اثری که ماده بر بدن دارد حتی اگر تاثیر محیط فیزیولوژیک بر ماده ناچیز باشد و کاشتنی بتواند یکپارچگی فیزیکی و مکانیکی خود را حفظ کند ، چگونگی تاثیر ماده بر بدن نهایت اهمیت را دارد. چنانچه کاشتنی موجب تغییراتی در بافت اطراف خود یا مایعات بدن گردد ، ممکن است باعث بروز درد ، بیماری ، آسیب دیدگی اعضا و جوارح یا حتی مرگ شود . سازگاری زیستی ، به معنای پذیرش یک ماده توسط نظام ایمنی بدن ، اصلی ترین عامل برای کاربرد یک ماده به عنوان کاشتنی در بدن انسان است . قابلیت تحلیل پذیری زیستی [۱] و خواص مکانیکی از دیگر موارد مهمی است که در پایداری یک کاشتنی تاثیر بسزایی دارد {۳} .

سرامیک های کلسیم فسفاتی در سیستم های بیولوژیک به طور گسترده ای مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته اند. از نظر خواص بیولوژیک ، کلسیم فسفات ها را بسته به ترکیب و استوکیومتری می توان به سه دسته دائمی ، کمی تحلیل پذیر و کاملاً تحلیل پذیر تقسیم کرد {۴} . تحلیل پذیری زیستی تابعی از دو عامل ترکیب شیمیایی و سطح ویژه است . دلیل اصلی مقاومت هیدروکسی آپاتیت در برابر حلالیت و تحلیل پذیری در محیط های فیزیولوژیک ، ترکیب شیمیایی آن است ، به طوری که کاشتنی های آپاتیتی پس از چند سال تقریباً به همان صورت اولیه باقی می مانند {۴، ۵، ۷، ۸}.

در مقابل تری کلسیم فسفات تحلیل پذیر است و کاشتنی از جنس تری کلسیم فسفات ظرف مدت کوتاهی ناپدید می شوند و جای خود را به بافت طبیعی می دهند {۴، ۶، ۸}. در مقایسه با سایر ترکیبات کلسیم فسفاتی ، حلالیت هیدروکسی آپاتیت بلورین و استوکیومری در آب خالص بسیار کم است و از حل شدن آن در آب ، محلولی اندکی قلیایی (PHV-9)  به وجود می آید.هیدروکسی آپاتیت به خوبی در اسید حل می شود . باید توجه داشت که علاوه بر ترکیب ، ساختار فیزیکی و بافت کاشتنی بر میزان تحلیل پذیری آن و قابلیت رشد استخوان به درون آن تاثیر دارد . به عنوان یک قاعده ، هر چه میزان تخلخل در کاشتنی ها افزایش یابد، در عین حالی که از استحکام مکانیکی آن کاسته می شود ، حلالیت و رشد استخوان به درون آن افزایش می یابد.{۹}.

عامل دیگری که در مورد بیوسرامیک های هیدروکسی آپاتیت باید در نظر داشت خواص فیزیکی و مکانیکی آنهاست. دلیل اصلی توجه به خواص فیزیکی آپاتیت ها نقش مهمی است که این خواص در عملکردهای ساختاری – مکانیکی اسکلت بدن بر عهده دارند.

Joroch  و همکاران گزارش کردند که هیدروکسی آپاتیت تهیه شده توسط آنها در حالت کاملاً متراکم به طور میانگین دارای استحکام فشاری برابر Mpa 917 و استحکام کششی برابر با Mpa 196 بوده است {۱۹}.

 Kato و همکاران استحکام فشاری و خمشی هیدروکسی آپاتیت را به ترتیب برابر با  ۳۰۰۰ (mpa294) و ۱۵۰۰ (mpa147) و سختی آن را برابر  ۳۵۰ گزارش کردند . {۲۰}.یک رابطه خطی بین مدول کشسانی و ضریب پواسون هیدروکسی آپاتیت سینتر شده و چگالی آن در محدود ۷۵% چگالی تئوری و بالاتر توسط De With  و همکاران مشاهده شد {۲۱}.

در مجموع نتایج بررسی های مختلف انجام شده در مورد خواص مکانیکی قطعات هیدروکسی آپاتیتی نشان داده است که بسته به روش فرآوری و میزان تخلخل موجود در بدنه های آپاتیتی ، استحکام کششی آنها در محدوده mpa 300-200 ، استحکام فشاری در حدود mpa 900-30، استحکام خمشی در محدوده mpa 200-30 ، مدول کشسانی در حدود Gpa 120-30 و چقرمگی شکست در محدوده  . mpa 5/1 – ۴۸/۰ قرار دارد{۲۲}.

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .