ผลของตัวแปรในการเคลือบผิวไฮดรอกซีอะปาไทท์ด้วยกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าต่อสัณฐานวิทยาและการตอบสนองของเซลล์กระดูก

Effect of Electrodeposition Process Parameters on Hydroxyapatite Surface Morphology and Response to Osteoblast Cell

Name: วีรญา วรกิจพิทักษ์กุล

Name: Wereya Worakitpetakkun

keyword: ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ

Abstract: งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อเตรียมผิวไฮดรอกซีอะปาไทท์ด้วยกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าบนผิวโลหะ ไทเทเนียม เกรด 2 ซึ่งช่วยให้เซลล์กระดูกสามารถยึดเกาะกับวัสดุฝังในได้ดีขึ้น โดยทำการชุบเคลือบ ในสารละลายผสมของ NH4H2PO4 และ Ca(NO3)2 4H2O ที่ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า 10 mA/cm ยกกำลัง 2 และศึกษาผลของอุณหภูมิและเวลาที่ใช้ในการชุบเคลือบต่อสัณฐานวิทยา ชนิดของโครงสร้างผลึก ตลอดจนสมบัติทางชีวภาพของผิวเคลือบ จากการศึกษาด้วย XRD พบว่าผิวเคลือบที่ได้จากการชุบ เคลือบที่อุณหภูมิ 30 และ 40 ํC มีโครงสร้างผลึกชนิดบรูไชท์ (Brushite) และไฮดรอกซีอะปาไทท์ (Hydroxyapatite) ร่วมกัน และเมื่อเพิ่มอุณหภูมิสูงขึ้นเป็น 50 และ 60 ํC กลับพบเพียงโครงสร้างผลึก ชนิดไฮดรอกซีอะปาไทท์เท่านั้น โดยโครงสร้างชนิดบรูไชท์มีสัณฐานวิทยาลักษณะเป็นแผ่น (Plate) ไฮดรอกซีอะปาไทท์มีสัณฐานวิทยาแบบเกล็ด (Flake) และแบบฟองน้ำ ซึ่งเป็นก้อนกลมขนาดเล็ก (Nodular) ส่วนเวลาในการชุบเคลือบไม่ปรากฏว่ามีผลต่อโครงสร้างผลึก อย่างไรก็ตามโครงสร้าง ชนิดบรูไชท์สามารถเปลี่ยนแปลง (Transform) โครงสร้างผลึกเป็นไฮดรอกซีอะปาไทท์ได้โดยการแช่ ในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) ความเข้มข้น 1 โมลาร์ ที่อุณหภูมิ 30 ํC เป็นเวลา 2 ชั่วโมง โดยผิวเคลือบไฮดรอกซีอะปาไทท์ทั้งที่เตรียมได้โดยตรงจากกระบวนการชุบเคลือบและจาก การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ มีขนาดผลึกประมาณ 16-41 นาโน เมตร ซึ่งใกล้เคียงกับขนาดผลึกไฮดรอกซีอะปาไทท์ที่พบในกระดูกมนุษย์ เมื่อทำการทดสอบสมบัติ ทางชีวภาพพบว่าผิวเคลือบไฮดรอกซีอะปาไทท์ที่เตรียมได้จากทั้งสองวิธีการไม่มีความเป็นพิษ แต่ผิว เคลือบไฮดรอกซีอะปาไทท์ที่เตรียมได้โดยตรงจากการชุบเคลือบมีปริมาณเซลล์กระดูกและการแผ่ตัว ของเซลล์กระดูกรวมทั้งสามารถเหนี่ยวนำให้เกิดไฮดรอกซีอะปาไทท์ในสารละลายที่มีการจำลอง สภาวะของเหลวในร่างกายมนุษย์ได้ดีกว่าผิวเคลือบไฮดรอกซีอะปาไทท์ที่ได้จาการเปลี่ยนแปลง โครงสร้าง

Abstract: In this work, electrodeposition of hydroxyapatite on commercially pure titanium was attempted to promote bone in-growth. Coatings were electrodeposited in mixed solution of Ca(N03)2 4H2O and NH4H2PO4 with constant current density of 10 mA/cm the power of 2. The effects of deposition temperature and time on morphology, crystal structure and biocompatibility of coatings were studied. Indicated by XRD technique, coatings formed at temperature of 30 and 40 ํC were composed of brushite and hydroxyapatite, whereas those obtained at temperature of 50 and 60 ํC only hydroxyapatite was detected. Deposition time did not show any effect on crystal structure of coating. SEM-EDX investigation revealed that plate shape morphology represented brushite structure; while, flake and nodular morphologies corresponded to hydroxyapatite structure. Transformation of brushite to hydroxyapatite could be achieved by soaking in 1 M NaOH at 30 ํC for 2 hours. Crystallite sizes of hydroxyapatite produced from this work were 16 - 41 nm which were similar to those found in human bone.Hydroxyapatite coatings formed through either direct electrodeposition or transformation in NaOH were non-toxic. However, the directly-formed hydroxyapatite promoted newly formed hydroxyapatite in Simulated body fluid (SBF) and responded to Osteoblast cell in terms of amount of cell growth and cell adhesion better than hydroxyapatite obtained by transformation.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. สำนักหอสมุด

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: นภฉัตร ธารีลาภ

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2553

Modified: 2554-09-27

Issued: 2554-09-26

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: MT387

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เทคโนโลยีวัสดุ

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	MT387.pdf	1.95 MB	124	2025-11-01 07:24:12
2	MT387ab.pdf	26.8 KB	44	2025-11-01 07:01:15

ใช้เวลา

0.028893 วินาที