الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 25000 تومان
(ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۳۰
کد مقاله
CHEM30
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
اثر پیش فرآوری سطحی بر روی سازگاری زیستی منیزیم
نام انگلیسی
Effect of surface pre-treatments on biocompatibility of magnesium
تعداد صفحه به فارسی
۲۰
تعداد صفحه به انگلیسی
۷
کلمات کلیدی به فارسی
منیزیم, خوردگی, کشت سلولی, غیرفعال سازی
کلمات کلیدی به انگلیسی
Magnesium; Corrosion; Cell culture; Passivation
مرجع به فارسی
انستیتو علوم سطح و خوردگی, دپارتمان علوم و مهندسی مواد, دانشگاه ارلانگن, آلمان, مرکز علوم پزشکی و تکنولوژی, دپارتمان فیزیک, دانشگاه ارلانگن, آلمان, الزویر
مرجع به انگلیسی
Institute of Surface Science and Corrosion, Department of Materials Science and Engineering (WW 4), University of Erlangen Nuremberg, 91058 Erlangen, Germany, Center for Medical Physics and Technology, Department of Physics, University of Erlangen Nuremberg, Erlangen, Germany; Elsevier
کشور
آلمان
اثر پیش فرآوری سطحی بر روی سازگاری زیستی منیزیم
چکیده
این تحقیق اثر غیر فعال سازی سطحی Mg بر روی سرعت بقای سلولهای HeLa انسانی و فیبروبلاستهای موش در آزمایش‌های کشت سلولی را گزارش می‌کند. نمونه‌های صیقل داده شده Mg تجاری خالص، واکنش پذیری بالایی را در محیط کشت سلولی نشان می دهند که منجر به جابجاییPH به سمت محیط قلیایی شده و بنابراین چسبندگی و بقای سلولی تا حد زیادی از دست می‌رود. غیر فعال سازی سطحی Mg در محلول ۱ M NaOH، بقای سلولی را تا حد زیادی افزایش می‌دهد. بهترین چسبندگی سلولی اولیه در نمونه های Mg فرآوری شده در سیال بدنی شبیه سازی شده (M SBF) مشاهده می‌شود که منجر به تشکیل یک لایه فسفات Ca/Mg بی‌شکل و زیست تقلیدی بازبری (ناهمواری ) سطح بالا می‌شود اما این لایه سطحی، سطح Mg را فقط به صورت جزئی غیر فعال کرده و مسدود می‌کند. انحلال بعدی Mg منجر به افزایش بیشتر PH نسبت به نمونه‌های غیر فعال شده با NaOH می‌شود که این امر از بقای طولانی مدت سلول جلوگیری می‌کند. این نتایج نشان می‌دهند که غیر فعال سازی سطحی با NaOH وM SBF همراه با تغییرات ترکیبی واکنش‌پذیری، شیمی و ناهمواری سطحی، یک راهکار اساسی برای تسهیل بقای سلولی در سطح Mg بدون سازگاری زیستی را فراهم می‌کند.
واژگان کلیدی:منیزیم، خوردگی، کشت سلولی، غیرفعال سازی
اثر پیش فرآوری سطحی بر روی سازگاری زیستی منیزیم
۱- مقدمه
منیزیم و آلیاژهای آن در کاربردهای زیست دارویی به ویژه به عنوان مواد زیست تجزیه‌پذیر برای کاشتهای قلبی یا استخوان پزشکی از اهمیت روز افزونی برخوردار هستند{۱۶و۱} . کاشتهای قابل جذب زیستی Mg راه حلی را برای تعدادی از مشکلات همراه با کاشتهای فلزی دائمی نظیر خراشیدگی فیزیکی/ مکانیکی دائمی و ناتوانی در برابر تعدیل رشد و تغییر شکل‌های مداوم در بدن انسان فراهم می‌کند. کاشتهای قابل جذب زیستی Mg از مشکلات همراه با آزادسازی طولانی مدت یون‌ها و یا ذرات فلزی به وسیله فرایندهای خوردگی و ساییدگی جلوگیری می‌کند.
برای انجام پیش‌بینی معتبر رفتار کاشتهای Mg در بدن انسان، رفتار خوردگی در محیط زنده و نیز برهمکنش‌های بیولوژیکی با سطح منیزیم باید تعیین گردند. رفتار خوردگی آلیاژهای تجاری Mg در نمونه محیط‌هایی که آلیاژها با کاربردهای مختلف در آن قرار می‌گیرند مانند محلولهای NaCl به گستردگی مورد مطالعه واقع شده‌اند. اطلاعات عمومی در مورد رفتار خوردگی الکتروشیمیایی Mg و آلیاژهای آن در مراجع {۱۸ و ۱۷} نوشته شده است. خوردگی Mg با تشکیل گازH2 روی می‌دهد و منجر به قلیایی شدن محیط می‌گردد. از یک طرف، هر دو عامل، سازگاری زیستی Mg را مثلاً با جلوگیری از چسبندگی سلولی بر روی سطح کاشت، قویاً از بین می‌برند. از طرف دیگر، انتظار نمی‌رود که آزاد شدن یون‌های Mg به وسیله انحلال ماده کاشت شده منجر به واکنش‌های سمی شود زیرا غلظت Mg در بدن به‌وسیله مکانیسم‌های هوموستاتیک (homeostatic) کنترل می‌شود{۶}.
در تحقیق حاضر، ما رفتار سلولهای HeLa انسان و فیبروپلاستهای موش در محیط‌های کشت سلولی را در حضور Mg تجاری خالص بدون اصلاحات سطحی معین یا با اصلاحات آنها که برای کنترل واکنش‌پذیری، ترکیب شیمیایی و/ یا ناهمواری سطح مورد استفاده قرار می‌گیرند، بررسی می‌کنیم این نتایج اهمیت فرآوری سطح برای چسبندگی سلولی اولیه و بقای سلولی بر روی سطوح Mg را نشان می‌دهند.
اثر پیش فرآوری سطحی بر روی سازگاری زیستی منیزیم
۲- مواد و روش‌ها
در تمام آزمایش‌ها، نمونه‌ها به وسیله بریدن میله Mg تجاری خالص (قطرmm4/25، خلوص ۹/۹۹%، ChemPur) به قطعات ۲ میلی‌متری تهیه شدند. این نمونه‌ها بر روی یک دیسک کاغذی ریز برش خرد شدند (نرمی ۶۰۰ گریت) سپس با خمیر الماس (m6) و با استفاده از یک مخلوط اتانول/ گلیسرول (۳:۱) به عنون روان‌کننده (نرم‌کننده) صیقل داده شدند. سپس نمونه‌ها به وسیله صوت افکنی در اتانول خالص به مدت ۳ دقیقه تمیز شدند و در هوا خشک شدند.
برای اصلاح مقاومت در برابر خوردگی، ترکیب شیمیایی و مورفولوژی سطح Mg ، نمونه‌ها به وسیله فرو بردن در M NaOH 1 به مدت ۲۴ ساعت یا به وسیله فرو بردن در سیال بدنی شبیه‌سازی شده (M-SBF) {24} در دمای°C ۳۷ به مدت ۵ روز غیر فعال شدند. جدول ۱ ترکیب محلول M-SBF استفاده شده در این تحقیق را نشان می‌دهد. فرو بردن نمونه‌ها در محلول M NaOH 1 واکنش‌پذیری سطح را به علت تشکیل لایه نازک غیر فعال Mg (OH)2 کاهش می‌دهد. فرو بردن نمونه‌ها در محلول M-SBF منجر به تشکیل لایه‌های مخلوط فسفات ـ Ca/Mg بر روی سطح می‌شود (مانند [۲۷ و ۲۵]).
اثر پیش فرآوری سطحی بر روی سازگاری زیستی منیزیم
۳- نتایج و بحث
۱-۳- خصوصیات سطحی پس از پیشفرآوریها
مورفولوژی سطحی به وسیله SEM و نیمرخ‌سنجی لیزری بررسی شده‌اند. شکل ۱ نمای بالای SEM نمونه‌های فرو برده شده در محلول NaOH و محلول M-SBF را نشان می‌دهد. پس از غیر فعال‌سازی در محلول M NaOH1، علامتهای سایشی اصلی بر روی سطح هنوز به طور واضح دیده می‌شوند که این امر نشان می‌دهد که فیلم غیر فعال تشکیل شده بسیار نازک است و ضخامت لایه‌های غیر فعال تشکیل شده در محلولهای قلیایی از مرتبه نانومتر می‌باشد. یک لایه سطحی ناهموار (زبر) و ضخیم‌تر به وسیله فرو بردن نمونه در محلول M-SBF به مدت ۵ روز تشکیل می‌شود که ضخامت این لایه از مرتبه دهها میکرومتر است. ناهمواری سطحی که به صورت متفاوتی فرآوری شده، همانگونه که در شکل ۲ نشان داده شده، به وسیله نیمرخ سنجی تعیین می‌شود. ناهمواری متوسط Ra در نمونه‌های فرو برده شده در محلول M-SBF به شدت افزایش می‌یابد (مقادیر Ra در شکل ۲ ارائه شده‌اند). مورفولوژی سطح نمونه‌های فرو برده شده در محلول M-SBF نیز منجر به رفتار بسیار آب‌دوست سطح می‌شود که این پدیده به وسیله اندازه‌گیری زوایای تماس قطرات کوچک آب نشان داده می‌شود (جدول ۲).
۳-۳- اندازه‌گیری‌های pH در محیط کشت سلولی
مقادیر pH در محیط کشت سلولی که به صورت نوری تعیین شده، در تمام نمونه‌ها در طی ۲ ساعت تماس با نمونه‌های Mg ، افزایش از مقدار مرجع ۶۸/۷ را نشان می‌دهد. افزایش pH در نمونه‌های فرو برده شده در محلول M-SBF (96/8= pH) که به دنبال آن صیقل داده می‌شوند، بیشترین مقدار است (۰۱/۸=pH) و در نمونه‌های غیر فعال شده با NaOH کمترین مقدار است (۸۸/۷= pH). این مقادیر، مقادیر میانگین محلول را نشان می‌دهند. چنانچه نمونه در طی آزمایش به هم زده نشود، pH محلی در مجاورت سطح نمونه Mg نمی‌تواند تا حد قابل توجهی بالاتر باشد. افزایش زیاد pH در نمونه‌های فرو برده شده در محلول M-SBF نشان می‌دهد که لایه سطحی تشکیل شده بر روی Mg در طی فرو بردن نمونه در محلول فوق خیلی محافظت‌کننده نیست، این امر به علت تخلخل این لایه است. این پدیده با بررسی‌های مربوط به رفتار خوردگی وابسته به زمان آلیاژ Mg در محلول M-SBF هم راستا است {۲۸}. مقایسه رفتار الکتروشیمیایی سطوح Mg متفاوت فرآوری شده در محیط کشت سلولی نشان می‌دهد که سرعت انحلال Mg در محیط کشت سلولی با فرو بردن نمونه در محلول M-SBF تقریباً با فاکتور ۵ کاهش می‌یابد و با فرو بردن در محلول M NaOH1 تقریباً با فاکتور ۲۰ کاهش پیدا می‌کند. سرعت انحلال (رفتار الکتروشیمیایی) شدیداً به زمان وابسته است زیرا فیلم غیر فعال تشکیل شده در محلول قلیایی، مقاومت محدودی را در محیط کشت سلولی خنثی محتوی یون‌های کلرید نشان می‌دهد.
۳-۳- آزمایش‌های کشت سلولی
در هر آزمایش، تعداد سلولهای روی سوبسترای Mg و مرجع شیشه‌ای تعیین شدند. شکل ۳ (الف) چگالی سلولی متوسط سه آزمایش مستقل را نشان می‌دهد. نمونه مرجع (شیشه بدون نمونه Mg در دیس مخصوص کشت سلولی) بالاترین چگالی سلولی را بر روی سطح نشان می‌دهد. محدوده‌ی بزرگی از عوامل شامل انتشار گاز H2، افزایش pH ناشی از انحلال Mg در محیط کشت سلولی و نیز خواص شیمیایی و فیزیکی سطح Mg طبیعی یا خورده شده، همگی در کاهش چسبندگی و رشد سلولی بر روی سوبسترای Mg در مقایسه با شیشه نقش دارند، بررسی جزییات این عوامل امکان‌پذیر است اما به آزمایش‌های گسترده‌ای نیاز دارد که خارج از بحث این تحقیق است. اطلاعات زیر فقط اثر کلی فرآوری سطحی Mg بر روی چگالی سلولی و گسترش سلولی را نشان می‌دهند اما برای اندازه‌گیری جداگانه چسبندگی، رشد و بقای سلولی به صورت تابعی از تغییرات فیزیکی و شیمیایی در محیط‌های سلولی تلاشی انجام نشده است.
اثر پیش فرآوری سطحی بر روی سازگاری زیستی منیزیم
۴- نتایج
واکنش‌پذیری بالای اولیه سطح Mg بدون پیشفرآوریها قادر به ایجاد چسبندگی و بقای سلولهای HeLa بر روی سطح نیست. غیر فعال‌سازی سطح Mg در محلول M NaOH1 سرعت بقای سلولی را تا حد قابل توجهی افزایش می‌دهد. فرو بردن نمونه‌ها در محلول M-SBF منجر به تشکیل یک لایه سطحی ناهموار محتوی Ca و P می‌شود که در ابتدا چسبندگی سلولی بر روی سطح را افزایش می‌دهد اما به علت خواص محافظتی ضعیف این لایه، از بقای طولانی مدت سلول جلوگیری می‌شود.
چنانچه آزمایش کشت سلولی به طور نمونه با نسبت حجم محیط به مساحت سطح نسبتاً پایین و بدون تبادل محلول انجام شود، اثرات مخرب (زیان‌آور) خوردگی Mg نظیر افزایش pH در مقایسه با مورد محیط زنده به احتمال زیاد به صورت خیلی بحرانی‌تری (حساس‌تری) اندازه‌گیری می‌شوند. به هر حال، تشکیل گاز H2 بر روی سطح و انحلال سریع که منجر به ایجاد یک حد واسط بسیار دینامیک می‌شود مستقیماً از تشکیل پیوند سطحی سلولی جلوگیری می‌کند و این فرایندها از حجم محلول مستقل است. بنابراین، کنترل واکنش‌پذیری سطحی Mg در واکنش‌های سلولی اولیه در بدن، بحث مهمی در تحقیقات آینده خواهد بود.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
