طلاءات الهيدروكسي اباتيت/كيتوسان بالترسيب بالهجرة الكهربائية على الفولاذ المقاوم للصدأ 316L للتطبيقات الطبية الاحيائية
Hydroxyapatite/Chitosan Coating by Electrophoretic Deposition on SS 316L for Biomedical Application
- الباحث
- اسراء زهير احمد
- المشرف
- حسين علاء جابر - شيماء مهدي صالح
- الجامعة
- الجامعة التكنولوجية
- الكلية / القسم
- قسم هندسة المواد / هندسة المواد
- الشهادة
- ماجستير
- السنة
- 2022
- لغة الرسالة
- انكليزي
- الكلمات المفتاحية
- Hydroxyapatite;Chitosan;Electrophoretic deposition;Stainless steel 316L
الملخص
على الرغم من إحراز تقدم كبير وناجح في تطبيقات تقويم العظام المعدني واستبدال العظام ، لازالت هنالك بعض التحديات والمشاكل في استخدام تلك الوصلات المعدنية لمدة طويلة في الجسم الحي. تعد تقنيه الطلاء خطوة حاسمة في تحسين خصائص المواد المعدنية للتطبيقات الطبية الحيوية ,حيث تم استخدام مسحوق الهيدروكسي ابيتايت مع الشيتوسان لتحضير طبقه طلاء على الفولاذ المقاوم للصدأ 6LSS) 31( بتقنيه الترسيب بالدقائق المشحونة (EPD) ، وتم استخدام اربع تراكيز مختلفة من الهيدروكسي ابيتايت g/100mL) 0.60 ,0.45 ,0.30 ,0.15) مع الشيتوسان بتركيز ثابت (0.05=2/100mL) لتكوين معلق مركب. اشتمل توصيف طبقات الطلاء فحوصات فورير الطيفي للأشعة تحت الحمراء (FTIR) ، حيود الأشعة السينية (XRD) ، قياس السمك ¢ الخشونة المايكرويه ، قوة الالتصاق ، صلاده فيكر المايكروية واختبار سلوك طبقه الطلاء في مقاومته للبكتريا الضارة. أظهرت النتائج ان مقاومه الالتصاق القصوى MPa) 1.54) التي تم تحقيقها في عينة رقم 525 (F=50Hz+ 10-2596: T=20min ,Conc. HAP=0.15g/100ml) مقارنة بنظيرتها عند التردد ) F=300Hz,D=25% ، T=20min ، Conc. HAP= ع0.15 /100 mL) للعينه561 300 Hz zeta أعلى قيمة محتملة من (0.65 MPa) والتي كانت قيمة مقاومه الالتصاق الحد الأدنى لها تم التحقق من ،) 0.45g/100mL) cuts) تركيز هيدروكسي sic(27.13mv) كانت 631 وكشف فحص حيود FTIR Wis! الهيدروكسي ابيتايت وشيتوسان في مادة الطلاء بواسطة ages للطبقة المطلية 1147/05 عن درجة عالية من التبلورء بالإضافة إلى ذلك ،تم (XRD) ألاشعه السينية للمواد الاساس الهيدروكسي ابيتايت والفولاذ المقاوم للصدأ (3161-55)والعينات: (XRD) فحص 524 و العينة (D=75%, 2-50 Hz , 1-10 min., Conc. of HAP 0.6=g/100mL) S12 والعينة (D=75%,Conc. of HAP=0.6g/100 mL, T=15min.,F=50Hz) تم التحقق بواسطه .) 1-50 Hz, D =75%,T=20 min., Conc. of HAP=0.6g/100mL )S36 عينه رقم A المجهر الالكتروني الماسح والحصول على احسن الصور للعينات الموجودة في المجموعة of HAP=0.15¢/100mL, T=10 min., D=25%,F=50Hz) 1 .عم20) وعينه رقم 512 وعينه525. وكانت العينة رقم561 تمتلك اعلى قيمه للمسامية 30.2690 بالمقارنة مع اقل قيمه والتي تحققت عند العينة512 تساوي(13.0996). وكانت اعلى صلاده مايكرويه تحققت عند العينة رقم560 في مجموعه 82 وتساوي /342.3111. في الدراسة المضادة للبكتيريا كان تركيز الهيدروكسي ابتايت (0.62/100mL) فعالاً في تثبيط التصاق بكتيريا الإشريكية القولونية(1.0011) على السطح وتقليل انتشاره مما gal إلى تحسين الخصائص المضادة للبكتيريا واستخدامه في التطبيقات الطبية.
Abstract
Although there has been substantial and successful advancement in metallic orthopedic applications and bone replacement, there are still hurdles and concerns. Coating techniques have a big impact on the performance of composite materials in biological devices. Coating is a crucial step in improving the properties of composite materials for biomedical applications. Nano hydroxyapatite powder in the chitosan was used to prepare bio coating layers by pulsed EPD 316L SS substrate. Different concentrations of the nano hydroxyapatite (0.15,0.3,0.45 and 0.6g/100 mL) were mixed with chitosan (0.05g/100mL) to prepared suspensions. Characterization of polymer coating layers for 316L SS included morphology, Fourier transformation infrared spectroscopy, energy dispersive X-Ray spectroscopy (EDX), thickness, micro roughness, adhesion strength, X-ray diffraction, Vickers micro hardness, and antibacterial study were used to characterize polymer based nano composite coating. The maximum value adhesion strength was (1.54 MPa.) achieved group sample S25 (Conc. HAP 0.15g/100 mL, T 20min, D25%, F50Hz) compared to the higher frequency 300Hz for sample S61 (Conc. HAP 0.15g/100 mL, T20 min, D25%, F300Hz), which had a minimum value adhesion strength of (0.65 MPa).The higher zeta potential value of 27.13 mV with mobility of 2.08 cm2/V.s for concentration of hydroxyapatite 0.45g/100mL. The presence of hydroxyapatite and chitosan in the coating material was verified by an FTIR test. The XRD examination of the coated layer reveals a high degree of crystalline change in the crystal structure. Additionally, due to the absence of contact between the coating particles at room temperature, the XRD for the substrate 316L SS and hydroxyapatite powder was measured in this study to obtain the diffraction pattern. The XRD for different samples S12 (Conc. HAP 0.60g/100 mL, T10min, D75%, F50Hz), S24(Conc. HAP 0.60g/100 mL, T 15min, D75%, F50Hz) S36(Conc. HAP 0.60g/100 mL, T 20min, D75%, F50Hz) for 316L SS. The good FE-SEM images satisfied in the samples S1 (Conc. of HAP 0.15g/100 mL, F 50Hz, D 25%, T10 min), S12 , and S25(Conc. of HAP0.15g/100 mL, F 50Hz, D 25%, T20 min). The highest values of micro hardness are satisfied at sample S60 in group B2 is (342.3HV). In comparison to sample S61at circumstances (Conc. HAP 0.15g/100 mL, T 20 min, D25%, F300Hz), which had a maximum porosity of 30.26%, attained the lowest porosity (13.09%) for sample S12. In the antibacterial study, the concentration of hydroxyapatite 0.6g/100 mL in the chitosan was efficient in inhibiting E. Coli bacterial adherence on the surface, as a result, bacterial growth which improved antibacterial characteristics and used for biomedical applications.
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.