سنتز و بررسی خواص نانوکامپوزیت هیدروکسی آپاتیت-تیتانات منیزیم

هیدروکسی آپاتیت (hap) یکی از سرامیک‌های زیست سازگار معروف در بخش پزشکی می باشد. یکی از کاربردهای هیدروکسی آپاتیت به عنوان داربست‌های استخوانی می باشد، اما ازانجاییکه عموما در مواضع تحت بار دارای ضعف خواص می باشد از افزودنی‌هایی نظیر اکسید منیزیم و دی‌اکسید تیتانیم جهت بهبود خواص مکانیکی آن استفاده شده است. هدف از انجام این پژوهش بررسی تاثیر افزودنی‌ دی اکسید تیتانیم و اکسید منیزیم به منظور تشکیل فاز بین فازی تیتانات منیزیم (mgtio3) و سنتز نانوکامپوزیت های هیدروکسی آپاتیت-تیتانات منیزیم (hmt) به روش درجا می باشد. ابتدا نانوذرات هیدروکسی آپاتیت به روش سل ژل سنتز شدند و دمای کلسیناسیون بهینه انتخاب، سپس نمونه های نانوکامپوزیتی هیدروکسی آپاتیت-تیتانات منیزیم به روش درجا سنتز و در دمای 700 درجه ‌سانتی‌گراد کلسینه شدند. به منظور بررسی خواص ساختاری و میکروساختاری نانوکامپوزیت های سنتز شده از آنالیز حرارتی همزمان ‌(sta)، آزمون پراش پرتو ایکس (xrd)، آزمون طیف سنجی مادون قرمز (ftir) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (fesem) مجهز به طیف سنج تفکیک انرژی (eds) استفاده شد. نتایج حاصل بیانگر سنتز نانوذرات کامپوزیتی دارای فاز های اصلی hap و mgtio3 به همراه فازهای ثانویه دی اکسید تیتانیم و اکسید منیزیم می باشد. فازهای mgtio3 و فازهای ثانویه به طور یکنواخت در کنار فاز hap پراکنده شده است. انتظار می رود که تشکیل فاز mgtio3 در کامپوزیت در بهبود خواص مکانیکی هیدروکسی آپاتیت موثر باشد و همچنین حضور این فاز و فازهای ثانویه می‌تواند خواص زیست فعالی و زیست سازگاری هیدروکسی آپاتیت خالص را بهبود ببخشد.

Synthesis and characterization of Hydroxyapatite-Magnesium Titanate nanocomposite

Hydroxyapatite (HAP) is one of the most well-known biocompatible ceramics in the biomedical field. One of the applications of HAP is as bone scaffolds, but since it generally has weak mechanical properties, additives such as magnesium oxide and titanium dioxide have been used to improve its mechanical properties. The aim of this study is to investigate the effect of titanium dioxide and magnesium oxide additives on the formation of the magnesium titanate (MgTiO3) interphase and the synthesis of hydroxyapatite-magnesium titanate (HMT) nanocomposites by in situ method. First, HAP nanoparticles were synthesized by the sol-gel method, and the optimum calcination temperature was investigated. Then the HMT nanocomposite powders were synthesized via in situ synthesis and were calcined at 700˚C. For structural and microstructural analysis Simultaneous Thermal Analysis (STA), X-ray diffraction (XRD), FTIR (Fourier transform infrared), Field Emission Scanning Microscopy (FESEM), and Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) were used. The results indicated the synthesis of composite nanoparticles with the main phases of HAP and MgTiO3 and the secondary phases of titanium dioxide and magnesium oxide. MgTiO3 and secondary phases were distributed homogenously along with the HAP phase. The formation of the MgTiO3 phase in the composite is expected to improve HAP s mechanical properties. Also, the presence of MgTiO3 and secondary phases can improve the bioactivity and biocompatibility of pure HAP.