تاریخ دفاع: 1405/7/29
دانشجو

محسن ویسی پور

دانشکده / گروه آموزشی فنی مهندسی | گروه مهندسی مواد و متالورژی

بررسی رشد مستقیم نانو میله های ZnO آلاییده با نقره درون نانولوله های TiO2 به منظور بهبود ادغام استخوانی وعملکرد ضد باکتریایی در ایمپلنت های دندانی

استاد راهنما بیژن عباسی خزایی
استاد مشاور ایوب مقدم

چکیده

 چکیدهایمپلنت‌های دندانی تیتانیومی به دلیل دارا بودن زیست‌سازگاری مناسب، خواص مکانیکی مطلوب و مقاومت قابل قبول در برابر خوردگی، از مهم‌ترین گزینه‌ها برای جایگزینی دندان‌های از دست‌رفته به شمار می‌روند. با وجود این، موفقیت بلندمدت ایمپلنت تنها به خواص توده‌ای ماده وابسته نیست و برهم‌کنش پیچیده میان سطح ایمپلنت، بافت استخوانی و محیط میکروبی نقش تعیین‌کننده‌ای در شکل‌گیری و پایداری ادغام استخوانی دارد. ازاین‌رو، توسعه سطوح مهندسی‌شده‌ای که بتوانند هم‌زمان ویژگی‌های مطلوب زیستی و عملکردی را فراهم کنند، یکی از رویکردهای مهم در پژوهش‌های نوین مرتبط با ایمپلنت‌های تیتانیومی است. در پژوهش حاضر، کنترل معماری فضایی نانوساختارها به‌عنوان محور اصلی طراحی در نظر گرفته شده است. هدف، طراحی و بررسی یک معماری هیبریدی متشکل از آرایه‌های نانولوله‌ای TiO2 و نانومیله‌های ZnO است؛ به‌گونه‌ای که رشد ZnO تا حد امکان از داخل کانال‌های TiO2 nanotubes آغاز شده و نانومیله‌ها در امتداد محور طولی نانولوله‌ها رشد کنند..بنابراین، ابتدا ورقه های تیتانیومی پس از برش و پولیش وشستشو ، به روش آندایزینگ الکتروشیمیایی در یک الکترولیت اسیدی حاوی HF و اسید استیک تحت پتانسیل ثابت ودر دمای اتاق ، به آرایه‌های TiO2 nanotube تبدیل شدند. پس از آن، عملیات حرارتی با هدف تغییر و تثبیت ساختار اکسیدی به آناتاز انجام گرفت. در مرحله بعد، به‌منظور افزایش احتمال نفوذ محلول بذر به فضای داخلی نانولوله‌ها ، روش بذرگذاری با کمک خلا (Vacuum-assisted seed loading) با استفاده از یک محفظه ی خلاء طرحی و ساخته شده ،مورد استفاده قرار گرفت. در این مرحله، محلول حاوی پیش‌ماده روی در شرایط کنترل‌شده به ساختار نانولوله‌ای وارد شده و فرایند بذرگذاری در چند سیکل تکرار شد.. در ادامه، رشد نانومیله‌های ZnO به روش هیدروترمال انجام گرفت. در این فرایند، اثر شرایط رشد بر شکل‌گیری و تکامل نانوساختارها مورد توجه قرار گرفت مشخصه‌یابی ساختاری و مورفولوژیکی نمونه‌ها با استفاده از FESEM ، EDX و XRD انجام گرفت. نتایج نشان داد که ساختار سلسله مراتبی TiO2 / ZnOتشکیل شده و ZnO NRS درون و بر روی TiO2 NTs رشد کرده اند.همچنین مشخص شد که ارامترهای فرآیند هیدروترمال و روش بارگذاری بذر ،تاثیر مستقیمی بر مورفولوژی ،چگالی و ابعاد نانومیله ها دارند و آنالیز فازی تشکیل ساختار بلوری مورد انتظار را تایید کرد.یافته های این ژوهش بستری عملی برای کنترل معماری سلسله مراتبی ZNO برسطح تیتانیوم فراهم می آورد که می تواند به عنوان مبنایی برای مطالعات تکمیلی در زمینه ارزیابی های ادغام استخوانی،زیست سازگتری و خواص ضد باکتریایی ایمپلنت ها مورد استفاده قرار گیرد.واژگان کلیدی: ، نانولوله‌های TiO2، نانومیله‌های ZnO، معماری هیبریدی، بذرگذاری تحت خلا، رشد هیدروترمال، مهندسی سطح، ادغام استخوانی