تاثیرفرآیندسل- ژل اسیدی و اسید-باز برخواص فیزیکی و زیست فعالی شیشه‌های پایهCaO-P2O5-SiO2

نویسنده

Materials Eng., Materials and Energy Research Center

چکیده

خواص فیزیکی شیشه�های زیست فعال مانند سطح ویژه و اندازه ذرات تاثیر بسزایی در برهمکنش با سلولها و نرخ ایجاد پیوند شیمیایی با بافت دارد. در این مطالعه شیشه زیست سازگار بر پایه سیستم CaO-SiO2-P2O5 به روش سل- ژل به دو طریق متفاوت تهیه شد. سل- ژل تک مرحله ای، که مواد اولیه طی فرایند هیدرولیز در حضور اسید، اکسایش می یابند و فرآیند ژل شدن در طولانی مدت اتفاق می افتد. روش دوم، روش هیدرولیز مواد اولیه و ژل شدن سریع می باشد که با افزایش pH محیط اسیدی با استفاده از آمونیاک انجام می شود. سطح ویژه و مورفولوژی شیشه ها به وسیله آنالیزهای BET و TEM به دست آمد. برای تعیین واکنش پذیری سطح، پودرها داخل محلول شبیه بدن طی مدت زمان های متفاوت غوطه ور شدند و سپس، به وسیله آنالیزهای XRD و FTIRارزیابی شدند. نتیجه اندازه گیری های BET و TEM نشان داد که در شیشه BG1، ذراتبا اندازه حدود 300 نانومتر و در شیشه BG2 ذرات با اندازه 30-20 نانومتر دیده می�شود. شیشه تهیه شده به روش اسید- باز ،ساختار مزومتخلخل به همراه ذرات کوچک�تر اما سطح ویژه بالاتر داشت. حجم کل تخلخل�ها درBG2/cm3gr 57/0در حالیکه در شیشهBG1، /cm3gr2/0گزارش شده�است.رسوب فاز آپاتیت روی سطوح شیشه�ها نشان داد که نرخ رسوب در روش اسید-باز بیشتر از روش اسیدی تک مرحله ای می باشد. به نظر می رسد که واکنش پذیری سطوح (و درنتیجه توانایی برقراری پیوند با استخوان) شیشه های زیست فعال رامی�توان با بکارگیری روش سنتز مناسب کنترل کرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The influence of sol-gel processing method on physical properties and acellular in vitro reactivity of bioactive glasses based on CaO-SiO2-P2O5: acidic catalysed single step process versus acid- base two step quick-gelling method

چکیده [English]

The physical characteristics of the materials such as specific surface area and particles size have great effect on their cellular properties and rate of bone bonding. In this study, bioactive glass based on CaO-SiO2-P2O5 system was produced through sol-gel technique at two different processing method: single step sol-gel route in which precursors are hydrolysis to oxides in an acidic medium and gelation occur at a long period of time and quick alkali-mediated method in which hydrolyzed precursors forms a gel network quickly, due to the use of ammonia solution .Specific surface area and morphology of the glasses were determined by BET and TEM techniques, respectively. For surface reactivity measurements, the powders immersed in simulated body fluid (SBF) for different intervals and then characterized by XRD, FTIR and SEM. The results of TEM and BET measurements showed that both methods provided nano-particles of bioactive glass. The glasses produced through both traditional and quick alkali-mediated methods had approximately the same particle size, but higher specific surface area was obtained for the former (168m2/g) because of its highly porous structure. Precipitation of apatite phase was confirmed on surfaces of glasses though the rate of precipitation was higher for the glass specimen produced by single step process. It seems that the surface reactivity (and hence bone bonding ability) of bioactive glass materials can be controlled using appropriate processing techniques.

کلیدواژه‌ها [English]

  • bioglass
  • bone filler
  • Bioactivity
  • Sol-Gel