تجزیه‌وتحلیل ساختاری، تعیین توزیع اکسیژن‌های پل‌زن و غیرپل‌زن و پیوند ‌آن‌ها با Si و P در شیشه‌های زیست‌فعال دوجزئی با ترکیب شیمیایی بر پایه‌ی 50X-50CaO: X=SiO2,P2O5 (درصد مولی) با استفاده از مدل‌سازی کامپیوتری

نویسندگان

1 دانشیار، گروه مهندسی مواد، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران

2 کارشناس ارشد مهندسی مواد، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران

3 کارشناس مهندسی مواد، گروه مهندسی مواد، دانشگاه بین‌المللی‌امام خمینی (ره)، قزوین، ایران

doi
10.30501/jamt.2025.515419.1324
چکیده

شیشه‌های زیست‌فعال پایه‌ی سیلیکاتی و پایه‌ی فسفاتی فسفاتی حاوی CaO، به‌دلیل توانایی خود در تشکیل پیوندی مستحکم با بافت میزبان، نرخ حل‌شوندگی مطلوب و تأثیر آن در تشکیل لایه‌ی هیدروکسی‌آپاتایت، تحریک رشد سلولی و رفتار مکانیکی، ترکیبات پرکاربردی در مهندسی بافت هستند. اخیراً روش‌ شبیه‌سازی دینامیک مولکولی به‌عنوان روشی کارآمد در پیش‌بینی خواص و ساختار شیشه‌های زیست‌فعال در کنار روش‌های تجربی استفاده شده است. ازاین‌رو، در این پژوهش به مطالعه‌ی ترکیب شیشه‌ی زیست‌فعال دوجزئی 50SiO2-50CaO و50P2O5-50CaO به روش دینامیک مولکولی پرداخته شد. با استفاده از تابع توزیع پیوندی و تابع توزیع زاویه‌ای به بررسی اندازه‌ی زاویه‌ی بین پیوندی و اندازه‌ی پیوندها پرداخته شد و توزیع اکسیژن‌های پل‌زن و غیرپل‌زن در دو ترکیب شیشه‌ی زیست‌فعال محاسبه شد که در شیشه‌ی زیست‌فعال 50SiO2-50CaO و50P2O5-50CaO به‌ترتیب 34/62 درصد و 32/9 درصد اکسیژن پل‌زن توزیع شده است. همچنین، توزیع مقادیر Qn در دو شیشه‌ی زیست‌فعال 50SiO2-50CaO و50P2O5-50CaO مطالعه شد که در شیشه‌ی زیست‌فعال 50SiO2-50CaO و50P2O5-50CaO توزیع Q2 به‌عنوان معیاری مناسب برای تخریب‌پذیری آن‌ها، به‌ترتیب 42/9 درصد و 59/03 درصد است. ضمن اینکه، مقادیر چگالی برای دو ترکیب شیشه‌ی زیست‌فعال 50SiO2-50CaO و50P2O5-50CaO به‌ترتیب مقادیر g/cm32/81 و 2/15 به دست آمد و غلظت بالاتر یون‌های کلسیم و میزان بالاتر pH در شیشه‌ی زیست‌فعال 50P2O5-50CaO نسبت به 50SiO2-50CaO گزارش شد. بنابراین، طبق نتایج مذکور، شیشه‌ی زیست‌فعال 50P2O5-50CaO به‌دلیل دارا بودن مقادیر اکسیژن غیرپل‌زن و Q2 بالاتر دارای تخریب‌پذیری بالاتر و به‌تبع آن رهایش یون بیشتری از شیشه‌ی زیست‌فعال 50SiO2-50CaO است.