دراسة في استشفاء العظم باستخدام البولي كابرولاكتون كمادة أساس و(هيدروكسي أباتايت وكورديرايت والمغنيسيوم) للتقوية

الباحث

زينب جواد كاظم

المشرف

عماد سعدي الحسني - فاطمة جعفر الحسني

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة المواد / هندسة المواد

الشهادة

دكتوراه

السنة

2023

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Polycaprolactone;Bone healing;Hydroxyapatite;Cordierite

مادة ترقيع عظمية تحتوي على نسب وزنية مختلفة من إضافات المغنيسيوم تم تحضيرها بنجاح لرفع جدار الجيب الفكي العلوي أثناء إجراء تكبير الجيب الفكي العلوي (MSA) في نماذج الأرانب. خلال هذه ul yall تحضير مادة الترقيع النهائية تضمنت عدة مراحل وفي كل مرحلة تم استخدام المنتج النهائي كمادة لرفع الجيوب الفكية داخل الجسم الحي. تم استخدام طريقة الحالة الصلبة لتحضير مسحوق سيراميك الكورديرايت النانوي عند 1400م بإستخدام 51.4/ سيليكاء 8 الوميناء 713.85 مغنيسيا. تضمنت المرحلة الأولى تحضير Bale كورديرايت-هيدروكسي ابتيت بنسب 50:50، 0 30:70 لتكوين ثلاث خلطات وهي الخلطة الأولى والثانية والثالثة على التوالي. تم تلبيد كل خلطة عند ثلاث درجات حرارة Gas 700، 900: 1100م مما cal الى تكوين تسع مجموعات. أظهرت نتائج حيود الأشعة السينية (XRD) انخفاض شدة القمم للكورديرايت و هيدروكسي ابتيت مع زيادة درجات حرارة التلبيد. بالإضافة إلى هذين الطورين، طور المغنسيوم وايتلوكايت ظهر بجميع العينات. أظهرت نتائج المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) كيف تغيرت البنية المجهرية وأثبتت أن زيادة درجات حرارة التلبيد أدت إلى نمو طفيف للحبيبات بسبب تعنق الحبيبات وترابطها. أظهر تحليل الأشعة السينية المشتتة للطاقة (EDX) للعينات الملبدة، ان العينات ابدت انحرافاً عن القيمة النظرية لنسبة Ca/P لمادة هيدروكسي ابتيت النقي، والتي تساوي 1.67. أما فيما يتعلق بالسلوك الميكانيكي فقد أظهرت المجموعة الثانية أفضل الخواص الميكانيكية عند جميع درجات حرارة التلبيد. معدل التحلل داخل المختبر ازداد للعينات التي تحتوي على كورديرايت أقل، هيدروكسي ابتيت أعلىء ملبدة عند أعلى درجة حرارة؛ أي مجموعة 30:70 من (هيدروكسي ابتيت-كورديرايت) وملبدة عند 1100 م5: والتي تحمل الرمز (77). أثبتت فحوصات SEM) و (EDX لسطح العينات تكوين طبقة الأبتيت في جميع العينات بعد 14 و 21 يوم غمر في محلول (SBF) أظهر التحليل داخل الجسم لعينة cad pill والتي أبدت افضل سلوك بايولوجي داحل المختبر، كيف أن عينة الترقيع كانت فعالة في نمذجة الجيب الفكي ،cg glell عندما ظهر عظم غير ناضج متكون Uae في نهاية المنطقة المتضررة باتجاه مركز الجيوب الأنفية، وهذا ما اثبته التصوير المقطعي المحوسب (CT Scam) أثناء مرحلة التحضير الثانية، تم دمج مسحوق 77، الذي أبدى أعلى خصائص بايولوجية، بنسب وزنية (30، 40 50) داخل مادة اساس من البولي كابرولاكتون وتم ترميزها (730، 740، (Z50 على التوالي. أظهر تحليل FTIR للمواد AS pall عدم حدوث أي تفاعل كيميائي بين المادتين. أظهر SEM أن عينة الترقيع 740 قدمت أفضل بنية مجهرية من حيث وجود المسام، وهو أمر ضروري لتطبيقات هندسة الأنسجة. كما أوضحت EDX أن الرقعة 740 حصلت على أفضل تركيب كيميائي من حيث نسبة 0/5، والتي كانت 1.61 مقاربة بشكل كبير لتلك الموجودة في العظام الطبيعية. أظهرت التوصيفات البايولوجية داخل المختبر تحسن النشاط المضاد للبكتيريا ل701 المعزز بمسحوق الترقيع السيراميكي مقارنة ب PCL وحده. تم تحويل PCL البوليمر الكاره ceLall إلى Babe محبة للماء بعد دمج مسحوق السيراميك حسب ما أثبت فحص زاوية ملامسة الماء. كانت جميع الرقعات المركبة نشطة بيولوجيًا حيث ثبت ذلك من خلال تكوين طبقة أباتيتية وفقًا لصور 1715851130 وظهور قمم 02 و2 و0() في طيف 51(3. وأظهرت الأشعة المقطعية بوضوح كيف انخفضت مساحة الكسر من 28.26 ملم2 إلى 5.86 ملم2 بعد 45 beg: أظهرت الدراسة داخل الجسم الحي ظهور عظام منسوجة وصفائحية حديثة التكوين في تجويف الجيوب الأنفية بالإضافة إلى نشاط تكوين الأوعية الدموية الذي تم العثور عليه أيضًا في منطقة الشفاء. خلال المرحلة الثالثة، تمت إضافة المغنيسيوم بنسبة وزنية 1، 3، 5، 77 إلى 740 لتحضير عينات ترقيع والتي تم ترميزها ب MZ7 ،MZ5 ،MZ3 ،MZ1 على التوالي. أدت إضافة المغنيسيوم إلى تحسين السلوك البيولوجي داخل المختبر وداخل الجسم الحي. وفقًا للتصوير المقطعي المحوسبء انخفضت مساحة الكسر إلى 2.31 ملم2 بعد 6 أسابيع فقط. وفقا للفحص النسيجيء فإن المغنيسيوم ينشط خلايا بناء العظام ويعزز كثافة العظام وعملية التمعدن (Mineralization) بعد 72 dels من زراعة الخلاياء أصبحت خلايا 110-63 ممدودة ومنتشرة بشكل كبير وتم تشكيل عدد كبير من الجسور بينها مما أدى إلى زيادة وجود الخلايا وتكاثرها على سطح الرقعة IMZ5.

Bone grafting material containing different weight percentages of magnesium additions successfully prepared to elevate maxillary sinus wall during maxillary sinus augmentation procedure (MSA) in rabbit models. During this study, the preparation of the final grafting material included several stages and at each stage the resultant product was employed as in vivo maxillary elevator. Solid state employed to prepare nano cordierite (Cord) ceramic at 1400 °C using 51.4% silica, 34.8% alumina, and 13.8% magnesia. The first stage involved the preparation of Cordierite-Hydroxyapatite (Cord-HA) by 50:50, 40:60, and 30:70 mixed to prepare three batches termed as the first, second and third batch respectively. Each batch was sintered at 700, 900 and 1100 °C resulting in formation of nine groups. X-ray diffraction (XRD) results showed the decreasing intensity of Cord and HA peaks with increasing the sintering temperatures. In addition to these two phases, Mg-whitlockite phase developed in all groups. Scanning Electron Microscope (SEM) demonstrated how the morphology improved and increasing of sintering temperatures resulted in slight grain growth due to particle necking and attachment. Energy Dispersive X-ray (EDX) analysis showed that the samples employed divergence from Ca ̸ P ratio of pure stoichiometric HA theoretical value, which equal to 1.67. Regarding to mechanical behavior, the second batch showed the best mechanical properties at all sintering temperatures. In vitro degradation rate increased for the samples comprising lower cordierite and higher HA, and sintered at highest temperature, i.e. group of 30:70 (Cord:HA) sintered at 1100 °C, which labeled as (Z7). SEM and EDX for samples surface proved formation of apatite layer in all grafts after 14 and 21 days immersed in SBF. In vivo analysis for the graft, which exposed supreme biological behavior demonstrated how the graft can be effective in modeling of the maxillary sinus, when newly immature bone formed at the end of damaged area toward the sinus center and this supported by CT scan imaging. During second preparation stage Z7 powder, which employed the highest biological properties, was incorporated by (30, 40 and 50) wt.% in PCL matrix marked as (Z30, Z40 and Z50) grafts respectively. FTIR for composites showed there is no chemical reaction occurred between the two phases. SEM showed that Z40 grafts presented the best microstructure in term of pores presence, that necessary for tissues engineering applications. Also, EDX illustrated that Z40 acquired better composition in terms of Ca/P ratio, which was 1.61 highly consigned with these of natural bone. In vitro characterizations showed the antibacterial activity of PCL enhanced after incorporation of ceramic grafting powder as compared with PCL alone. PCL, the hydrophobic polymer, was transformed to hydrophilic material after incorporation of ceramic powder as proved by water contact angle (WCA) analysis. All composite grafts were bioactive as this proved by formation of apatitic layer according to FESEM images and appearances of Ca, P, and O peaks in EDX. CT scan clearly showed how the area of the hole decreasing from 28.26 mm2 to 5.86 mm2 after 45 days. In vivo study of grafts reveals freshly formed woven and lamellar bones in the sinus cavity in addition to angiogenesis activity was also found in the healing region. During third stage, Mg by 1, 3, 5, 7 wt.% added to Z40 to prepare grafts marked as MZ1, MZ3, MZ5, and MZ7 respectively. The addition of Mg improved both in vitro and in vivo biological behavior. According to CT scan imaging, the fracture area reduced to 2.31 mm2 after only 6 weeks. According to histological examination, Mg activated bone-building cells and enhanced bone density and mineralization. After 72 hours of cell culturing, MG-63 cells became elongated, highly spread and large number of bridges were formed among them resulting in more cells viability and proliferation on MZ5 surface.

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