| ساختار و خواص هیدروکسی آپاتیت و بررسی کاربردهای آن
هدف از این پایان نامه بررسی ساختار و خواص هیدروکسی آپاتیت و بررسی کاربردهای آن می باشد
|
 |
| دسته بندی | مواد و متالوژی |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 403 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 59 |
دانلود پایان نامه مهندسی مواد
ساختار و خواص هیدروکسی آپاتیت و بررسی کاربردهای آن
چکیده:
تا پیش از سال 1895، که Roentgen پرتو ایکس را کشف کرد و متعاقب آن، Brag با کشف قانون خود انقلابی در مینرالوژی ایجاد کرد، در مورد شناسایی ساختار کریستالی مواد مطالعه عمیقی انجام نشده بود [1]. Milovsky در کتاب مینرالوژی خود (چاپ سال 1985)، HAP را جزو خانواده فسفات‌ها معرفی کرده ولی توجه چندانی به آن نشان نمی‌دهد. تا جایی كه در بخش کاربردها، کانی آن را به عنوان منبعی برای تأمین فسفات ذکر می‌کند [8]. فسفات، نام بنیانی است مشتق از یکی از اکسی‌اسیدهای فسفر، که دارای 3 پروتون قابل کنده شدن در محیط آبی است. بنیان فسفات PO43- است که می‌تواند با فلزات مختلف ترکیب شود. ترکیب آن با کلسیم، کلسیمفسفاتها را به وجود می‌آورد. تا پیش از کشف De Jong، نمک‌های کلسیمفسفاتی به عنوان کود در کشاورزی کاربرد داشتند.
در سال 1926، مطالعات De Jong، بر روی الگوی پراش پرتو ایکس استخوان تنها فاز معدنی قابل شناسایی استخوان را آپاتیت معرفی کرد که این باعث شد فصل جدیدی در تحقیقات دانشمندان مواد و بیومتریال باز شود [2]. Ivanova اولین بار شناسایی ساختار کریستالی هیدروکسیآپاتیت را به سال 1930 منسوب کرده است [9]. البته Kalita، اولین کاربرد پزشکی موفق کلسیمفسفاتها را، 10 سال قبل از این گزارش، یعنی سال 1920 از Albee نقل کرده‌است که به طور منطقی می‌بایست بررسی‌های ساختاری هم بر روی آن انجام شده باشد [10]. یکی از معروفترین گزارش‌ها در مورد ساختار بلوری آپاتیت مربوط به کار Posner و همکاران در سال 1958 است که اندازه پارامترهای شبکه HAPرا به صورتnm 9432/0a = b = و nm6881/0c = تعیین کردند [11]. از آن به بعد گزارش‌های متعددی با ارقام کمتر و بیشتر از این مقدار ارائه شده‌اند. ولی مقدار قابل قبول استاندارد، توسط کارت پراش پرتو ایکس شماره JCPDS 9-432 محاسبه می‌گردد.
مهمترین خاصیت HAP که آن را برای محققان مواد و بیومتریال جذاب کرده‌است، خواص زیستی آن است. HAP دارای خواص مهمی مانند بیواکتیویتی و استئوکانداکتیویتی می‌باشد. بیواکتیویتی عبارت است از توانایی برقراری پیوند مستقیم شیمیایی با سلول‌های بدن. استئوکانداکتیویتی، قابلیت هدایت رشد استخوانی است. به عبارتی این ماده توانایی آن را دارد که وقتی در محیط بدن قرار می‌گیرد، بازسازی بافت استخوان از دست رفته را تسهیل و تشویق کند. به گزارش Hoang [14] در مجله Nature، می‌توان علت این پدیده را به پروتئین استئوکلسین ، که مهمترین پروتئین غیر کلاژنی استخوان است، منسوب کرد. این پروتئین نقش سیگنال‌دهنده را برای سلول‌های استئوبلاست و استئوکلاست بازی می‌کند. استئوکلسین به HAP گرایش دارد و به آن می‌چسبد. بررسی‌های ساختاری این پروتئین نشان داده‌است که سطح این پروتئین بار منفی دارد و در آن یون‌های کلسیم به صورتی جهت‌گیری کرده‌اند که دقیقاً مکمل یون‌های کلسیم موجود در HAP هستند [14].
کلمات کلیدی:
هیدروکسی آپاتیت
خواص هیدروکسی آپاتیت
ساختار هیدروکسی آپاتیت
کاربردهای هیدروکسی آپاتیت
فهرست مطالب
چکیده2
مقدمه4
جدول الف: عمده ترین کلسیم فسفاتهای دارای کاربرد بیولوژیک [7]8
19
1-1 هیدروکسیآپاتیت9
1-1-1 تاریخچه هیدروکسیآپاتیت9
1-1-2 ساختار کریستالی و کریستالوگرافی هیدروکسی آپاتیت11
شکل 1-1: ساختار بلوری هیدروکسیآپاتیت (تصویر بر صفحه 001) [9].13
1-1-3 خواص هیدروکسیآپاتیت13
1-1-3-1 خواص بیولوژیكی13
1-1-3-2 چگالی14
1-1-3-3 حلالیت در محیط آبی14
DCPD > DCP > OCP > β-TCP > HAP14
1-1-3-4 خواص مکانیکی14
شکل 1-2: تغییرات چقرمگی شکست با درصد تخلخل در سرامیکهای آپاتیـتی [20]16
شکل 1-3: تغییرات استحکام فشاری با درصد حجمی تخلخل در سرامیکهای HAP [3]16
جدول 1-1: مقایسه خواص مکانیکی HApبا استخوان‌های متراکم و اسفنجی [15]16
1-1-4 ترمودینامیک هیدروکسیآپاتیت و تبدیلات فازی آن17
جدول 1-2: عمدهترین ترکیبات کلسیمفسفاتی بر مبنای رابطه 1-1 [21]17
شکل 1-4: دیاگرام تعادلی فازی سیستم دوتایی CaO-P2O5 در حضور و عدم‌حضور بخار آب [25]21
1-1-5 جایگزینی یونی در هیدروکسیآپاتیت22
شکل 1-5: ساختار آپاتیت و فلوروآپاتیت [33]23
1-2 كاربردهای هیدروكسی آپاتیت24
1-2-1 کاربردهای پزشکی هیدروكسی‌آپاتیت24
1-2-2 کاربردهای غیر پزشکی هیدروكسی‌آپاتیت26
1-3 روشهای تهیه هیدروکسیآپاتیت28
1-3-1 روش رسوبگیری از محلول (شیمی تر)28
1-3-1-1 روش معمولی شیمی تر29
شکل 1-6: تغییر اجزای فسفاتی با pH در محلول H3PO4 [52]33
1-3-1-2 استفاده ازالگوها یا مایسلها35
شکل 1-7: تصویر TEM پودرهای هیدروکسیآپاتیت بدست آمده توسط Wang و همکاران [68]38
1-3-1-3 استفاده از منابع انرژی برای کنترل فرایند رسوبگذاری41
1-3-1-3- الف) استفاده از امواج مافوق صوت در شیمی تر41
1-3-1-3- ب) استفاده از میکروویو در شیمی تر42
1-3-1-3-ج) استفاده از انرژی مکانیکی در سنتز شیمی تر (روش مکانوشیمیایی)43
2- مرحله دوم: کلسینه کردن44
1-3-2 روش خشک45
1-3-3 روش هیدروترمال47
1-3-4 سایر روشها49
مراجع50
دانلود فایل