توصيف الترسيب الإلكتروستاتيكي للمواد المركبة الحيوية الهجينة

الباحث

سماره بشار سعيد

المشرف

مهند نجاح الشروفي - هناء عرير القيسي

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة المواد / هندسة المواد

الشهادة

ماجستير

السنة

2022

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Electrostatic deposition;Hybrid biocomposite;Titanium implants;Hydroxyapatite

يعتبر التيتانيوم وسبائكه من المعادن القابلة للزراعة في جسم الانسان كبديل للعظام الاصطناعية وذلك نظرًا لصفاتها الميكانيكية الاستثنائية وتوافقها الحيوي ¢ ولكنه يعاني من Bre مشاكل كضعف الخصائص المضادة للبكتريا وضعف الاندماج العظمي 6 يجب اصلاحها عن طريق طلاء السطح بمواد قادرة على الاندماج العظمي بصورة جيدة. يهدف هذا البحث الى تعزيز التوافق الحيوي ومقاومة التآكل لركيزة التيتانيوم النقي تجارياً ، مع الحفاظ على خصائصها الميكانيكية الممتازة ، باستخدام أحدث تقنيات الترسيب المستخدمة للتطبيقات الطبية الحيوية وهي تقنية ترسيب الرش الكهروستاتيكي. لتكوين طلاء مركب حيوي ذو أساس بوليمري، تم دمج Bae نسب وزنية مثوية /)7656٠١( من مساحيق هيدروكسي اباتايت ، اوكسيد النيكل ¢ اوكسيد النيوبيوم مع )+ (AATEC من مسحوق الطلاء الاساسي وهو البولي ميثيل ميثا أكرليت ٠ وأيضاً الطلاءات الهجينة التي تم إنشاؤها بخلط نسب مختلفة من (الهيدروكسي اباتايت مع أوكسيد النيكل ) و ( الهيدروكسي اباتايت مع أوكسيد النيوبيوم ) مع /5٠١ نسبة وزنية من البولي ميثيل ميثاكرليت بإستخدام تقنية الترسيب بالرش الكهروستاتيكي ومقارنة الطلاءات اعلاه بطبقة طلاء البولي ميثيل ميثاكرليت النقية. تم تفسير تأثير إضافة كل من هيدروكسي اباتايت ٠، أوكسيد النيكل ، و أوكسيد النيوبيوم الى Babe الطلاء البوليمري الأساسية (بولي ميثيل ميثا أكرليت) على الخصائص السطحية للتيتانيوم ، تم تحديد التشكيل السطحي للطبقات المطلية باستخدام المجهر الإلكتروني لمسح الانبعاث الميداني و مطيافية الأشعة السينية المشتتة للطاقة / مسح توزيع العناصر 6 حيود الأشعة السينية والأشعة الطيفية تحت الحمراء و تبين أن طبقة الطلاء متسقة وخالية من الشقوق. تم اختبار زاوية التلامس للتحقق من السلوك البيولوجي للعينات المطلية ، والتي أظهرت أن لها خصائص ترطيب جيدة ، بينما أظهر الاختبار المضاد للبكتيريا أن لديهم تثبيطًا جيدًا لنمو البكتيريا. بينما أثبتت التجارب المختبرية عند غمر العينات في سائل الجسم المحاكى لمدة ثلاثون Lag: ، أن طبقات الطلاء أظهرت قدرة كبيرة على تكوين بلورات الأباتايت على أسطحها مما يشير إلى ارتفاع نمو العظام وتم قياس نسبة الأيونات المتحررة من السطح المطلي واثبت قدرة عالية على مقاومة التأكل. Li فيما يتعلق الخصائص الميكانيكية ، تم فحص صلابة فيكرز المايكروي وأثبتت أن جزيئات السيراميك تحسن صلادة الطلاء البوليمري 6 كما أشار اختبار صلادة الخدش الى التصاقية الطلاء وأظهر هذا الفحص أن أفضل التصاق للطلاء كان مع الطلاءات المركبة التي تحتوي على جزيئات هيدروكسي اباتايت.

Titanium and its alloys are implantable metals as artificial bone replacements due to their exceptional mechanical qualities and biocompatibility, but weak antibacterial characteristics and poor titanium osseointegration should be fixed by coating the surface with good osseointegration materials. This research focused on enhancing the biocompatibility as well as corrosion resistance of commercially pure titanium substrate, which can be increased while maintaining its excellent mechanical properties, using the most modern deposition technique utilized for biomedical applications is the Electrostatic Spray Deposition (ESD). To construct the bio composite-polymer base coating, different percentages (2, 6, and 10) weight percent (wt.%) of Hydroxyapatite (HAP), Nickel Oxide (NiO), and Niobium Oxide (Nb2O5) powder were combined with (98, 94, and 90) wt.% of polymethyl methacrylate (PMMA) powder coating. And, the hybrid coatings groups were constructed by combining different percentages of (NiO with HAP) and (Nb2O5 with HAP) with 90 wt.% of PMMA, coated by the ESD technique, and compared with the pure PMMA coating layers. The effects of NiO, Nb2O5, and HAP percentages in the PMMA matrix on the surface properties of titanium were deeply analyzed, and the surface morphology of the coated layers was determined using FESEM/EDS mapping, XRD, and FTIR techniques demonstrating that the coating layer was successfully made consistent throughout and devoid of cracks. The contact angle test was used to investigate the biological behavior of the coated samples, which revealed that they had good wetting characteristics, and the anti-bacterial test revealed that they had good inhibition of bacterial growth, while the in vitro experiments prove that in simulated body fluid (SBF) for 30 days, the coating layers exhibited a significant capacity for forming apatite crystals on their surfaces indicating high osseoconductivity. Additionally, immersion test was used to analyze the ions released by the coated samples, which demonstrate high corrosion resistance. Also, to indicate the mechanical characteristics, Vickers microhardness was inspected and demonstrated that the ceramics particles improve the polymeric coating hardness, and the scratch hardness test indicated the coating adhesion and showed that the best coating adhesion with composites coatings that have hydroxyapatite particles.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب