منصة الرسائل والاطاريح: تحضير وتوصيف زجاج سيراميك حيوي 45S5 في درجات انصهار منخفضه

الخلاصة

صناعة المواد السيراميكة المستخدمة في التطبيقات الطبية تحتاج إلى تطوير مستمر وإدخال عناصر مفيدة لجسم الإنسان حيث يمكن استخدامها لمليء الفجوات في العظام او ينظم عمل الأنسولين أو للمساعدة في القضاء على بعض الخلايا السرطانية. تتم عملية تقليل درجة حرارة انصهار الزجاج عن طريق استبدال جزء من مكونات الزجاج بمركب يوتكتك ذو درجة انصهار منخفضة دون التأثير بشكل كبير على بنية الزجاج. تم تحضير مركب اليوتكتك من خلط K2O (61 mol%) بالإضافة الى (39 mol%) V2O5. حيث تم تسخين الخليط عند 501 درجة مئوية لمدة ساعتين. المركب الناتج عبارة عن خليط من اكاسيد البوتاسيوم و الفناديوم (K5V3O10+KVO3). اما الزجاج فتم تحضيره بالاعتماد على تركيب زجاج(45S5) Hench مع استبدالSiO2 و Na2O معا" بمركب اليوتكتك عل ثلاث نسب وزنية (5، 10، 15wt% ). حيث بعد مزج الاكاسيد، تم كلسنتها بدرجة حرارة 900 م° للتخلص من الكربونات في الخليط. بعدها تم رفع درجة الحرارة حتى الانصهار لمدة 3 h بمدى من (1100- 1400) مئوية حسب نسبة الاستبدال. تم اخماد المنصهر في الماء لإنتاج طور زجاجي. وبعد ذلك تم طحن الزجاج و كبسه ثم تلبيده عند 1000 م° لمدة 2 h. لتوصيف بنية عينات الزجاج-سيراميك الحياتي ، تم استخدام الاختبارات التاليةXRD ، SEM ، FTIR، EDS. كما اجريت الاختبارات الفيزيائية والميكانيكية والبيولوجية لتقييم اداء الزجاج لمحاكاة الظروف التي تتعرض لها المواد المصنعة عند غمرها في الانسجة الحية. كشفت الأشعة السينية عن وجود الاطوار التالية Na4Ca4 Si6O18) وكمية صغيرة من (K5V3O5) في العينات الاخرى. أظهر مقياس فورييه الطيفي الروابط المتكونة في السيراميك الزجاجي والامتصاص بينهما. أظهرت نتائج الفحوصات الفيزيائية بعد الكبس والتلبيد زيادة في كثافة الزجاج الملبد من 2.451 إلى 2.489 g/cm3 وانخفاض في كمية المسامية من 19.88٪ إلى 14.83٪ نتيجة تأثير مركب اليوتكتك أيضًا ارتفاع طفيف في الانكماش بعد التلبيد .التحسن في الخواص الميكانيكية للعينة كزيادة مقاومة الانضغاط من 96 إلى 137.76 MPa وكذلك صلادة العينة من (4.23 إلى 7.76) GPa نتج عن تحسن الخواص الفيزيائية والتبلور العالي الذي حصل في العينات نتيجة لتأثير المركب المستبدل. أظهر اختبار النشاط الحيوي أن طبقة إسفنجية من هيدروكسيباتيت (Ca5(PO4)3OH) قد تشكلت بعد يومين من الغمر في محلول SBF عند 37 درجة مئوية كما مؤكد بتحليل X-ray وأظهرت صور SEM تكون بلورات على سطح العينات. بينما نتيجة فحص EDS بينت ترسب العناصر على سطح العينات المغمورة وكانت نسب Ca / P هي 1.86: 1.88: 1.07. وعند اجراء اختبار Kirby's–Bauer لعينات الزجاج سيراميك المصنعة تبين انها غير قاتله للبكتريا.