تأثير معاملات التلبيد البارد لتحضير متراكبات البولي ايثر ايثر كيتون المدعمة بالهيدروكسي أباتايت

الباحث

حوراء عدي عباس

المشرف

زهير جبار عبد الأمير - هناء عرير القيسي

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة المواد / هندسة المواد

الشهادة

دكتوراه

السنة

2024

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Cold sintering;PEEK;Hydroxyapatite;Biocomposites

تم استخدام تقنية جديدة للتلبيد في درجة حرارة منخفضة جدًا تسمى عملية التلبيد البارد لإنتاج مواد مركبة نانوية 0 Ee عالية الكثافة من الهيدروكسيباتيت والهيدروكسيباتيت-بولي إيثيرايثيركيتون (HA-PEEK) علاوة على ذلك، 3 iS تم استخدام عملية التلبيد البارد UY مرة لإنتاج مركبات نانوية هيدروكسيباتيت-بولي إيثرإيثركيتون والتي 0 0 يصعب إنتاجها بطرق التلبيد التقليدية. 0 ss يهدف هذا العمل إلى دراسة تأثير عملية التلبيد البارد على الخواص الميكانيكية والفيزيائية للعينات، كما تم 0 3 دراسة الاستجابة البيولوجية بما في ذلك الاختبار المختبري والحيوي. تم تحضير هيدروكسيباتيت النانو (17- 0 Be 5 نانومتر) باستخدام طريقتين مختلفتين: التخليق بطريقة الترسيب الكيميائي (HA;) والمصدر الطبيعي من ke By . 3 مالم اه 85 . 5 5 5 . iS abe 3 البقر (HA>) تم تصنيع مسحوق مركب سيراميكي فريد من نوعه هيدروكسيباتيت-بولي إيثركيتون a ie باستخدام طريقتين مختلفتين: طرق الخلط المباشر والذوبان. يتم تلبيد المسحوق GS yall باستخدام عملية التلبيد i 0 الباردة. تم تحديد معاملات التلبيد البارد المثلى في إنتاج عينات هيدروكسيباتيت وهيدروكسيباتيت-بوليثركيتون 0 0 الكثيفة باستخدام Taguchidé yb في هذا العمل, العوامل المؤثرة على التلبيد البارد هي درجة حرارة التلبيد 0 Ss )200 إلى 350 درجة مئوية)، الضغط (من 100 إلى 500 ميجا باسكال)، زمن المكوث )30 إلى 120 دقيقة)، By Sy ومحتوى السائل (من 5 إلى 20 46)، نسبة البوليمر (من 40-10 (wt% 0 0 تم فحص عينات السيراميك والمادة المركبة باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) وقياس طيف Ee 0 تشتت طاقة الأشعة السينية (15109)،وحيود الأشعة السينية (XRD) والمجهر الإلكتروني الانتقالي 6(TEM) 0 3 وقياس طيف فورييه للآشعة تحت الحمراء (FTIR) التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي (NMR) و Ee (BET) 0 كما تم الكشف عن قياسات الخصائص الفيزيائية والميكانيكية، بما في ذلك الكثافة، وزاوية ملامسة 0 0 الماءء والصلابة، وقوة الشد القطرية (DTS) 0 0 أشارت النتائج إلى أن التلبيد البارد يمكن أن ينتج هيدروكسيباتيت عالي الكثافة، ونقاوة عالية، وثبات عالي دون 0 0 تحلل حراري. كما يمكن ملاحظة أن عينة HA) تتمتع بكثافة أعلى مقارنة ب HAs وذلك بسبب وجود مواد 0 0 عضوية في الهيدروكسيباتيت الطبيعي HAs متغيرات التلبيد البارد المثلى لإنتاج مركب نانو ey HA-PEEK 0 بكثافة عالية (99/) وصلابة HV) 502( هي 300 درجة cy sie 500 ميكا باسكال؛ 30 دقيقة، ونسبة البوليمر 0 0 710 كما تم تحسين قوة الشد بإضافة البوليمر. طريقة الذوبان قادرة على إنتاج طورين مستمرين مقارنة 31 i بطريقة الخلط المباشر. تظهر جميع العينات محبة للماء ممتازةء، علاوة على ذلك تشير نتائج الاستجابة Ee BH 3 Re ea SS . . . 9 ate به “oe . 4 SS Ee SBE من الغمر في lags 14 بعد HA-PEEK تم ملاحظتها على مركب GLY! البيولوجية إلى أن ماده 3 BS . 2. 570 9 5 . . 5 0 الم Se SI لخلايا المكونة العظم law التصاقا HA-PEEK بالإضافة إلى ذلك، فى الاختبار المختبري، أظهر مركب eI 3 . = 5 ee 5 8 5 7 . 7 8 edt 4 8 Mow bee ke 3 وانتشارها وتكائرها. تم إجراء دراسة نسيجية لتقييم استجابة الأنسجة والتحليل النسيجي لقياس (MC3T3-E1) 3 Ke العظام الجديدة في 2 و 6 أسابيع من الزرع.

Novel technique of very low-temperature sintering named the cold sintering process was used to synthesis high dense nano hydroxyapatite without thermal decomposition and with maintained its bioactivity. Furthermore, Cold Sintering Process was used for the first time to produce hydroxyapatite-polyetheretherketone nanocomposites which is difficult to produce by traditional sintering methods. This work aims to study the influence of cold sintering process on the mechanical and physical properties of samples, and biological response include the vitro and vivo test were also investigated. Nano hydroxyapatite(17-35 nm) was prepared using two different routes: synthesis by chemical precipitation method (HA1) and natural source from boven bone (HA2). A unique ceramic matrix composite powder hydroxyapatite- polyetheretherketone was fabricated using two different routes: The direct mixing and dissolution methods. The composite powder are sintered using cold sintering process. The optimum cold sintering parameters in producing dense hydroxyapatite and hydroxyapatite-polyetheretherketone samples are determined using the Taguchi method. The sintering temperature (200 to 350 °C), pressure (from 100 to 500 MPa), holding time(30 to 120 min), and liquid content( from 5 to 20 wt.%) polyetheretherketone contents(10-40 wt.%) were selected as the production parameters. The samples characterized using scanning electron microscope (SEM), X-ray energy dispersive spectroscopy (EDS), an X-ray diffractogram (XRD), and a transition electron microscope (TEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR), and Brunauer, Emmett, and Teller(BET). Also, the physical and mechanical properties of the samples were measured, which included density, water contact angle, hardness, and diametral tensile strength (DTS). The results indicated that cold sintering produced a hydroxyapatite with high densification, high purity, and high stability without thermal decomposition. HA1 sample has higher densification compared with HA2, duo to the presence of organic materials in natural hydroxyapatite HA2. The optimum cold sintering parameters for production a nano HA-PEEK composite with high densities (99%) and hardness (502 HV) are 250 °C, 500 MPa, 60 minutes, and 10% PEEK content. Also, The tensile strength has been improved with the addition of PEEK. in vitro test, the HA-PEEK composite exhibited good pre-osteoblast cell (MC3T3-E1) adhesion, spreading, and proliferation. Histological study for evaluation of tissue response and histomorphometric analysis was performed for measurement of new bone at 2 and 6 weeks of implantation. There was an osteoid maturation with observation of reversal lines around implants and new bone formation with osteocyte around all implants after 6 weeks of implantation. The HA and optimum sample had osteogenic healing potential for osseointegration(increase osteoblast cells, trabecular width and new bone formation ratio) compared with other implants.

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