دکتر علیرضا سوری
-
چالش های خاصی در اثر تعامل ایمپلنت های عصبی با بافت و سیستم عصبی مرکزی انسان وجود دارد که عمدتا ناشی از تعاملات پیچیده میان مواد ایمپلنت و بافت های بیولوژیکی سیستم عصبی است. در این مقاله، به بررسی نقش حیاتی پوشش های سرامیکی حاوی پروتئین در بهبود قابلیت زیست سازگاری این ایمپلنت ها پرداخته می شود. پروتئین های موجود در سطح ایمپلنت و محیط اطراف آن به طور قابل توجهی بر واکنش بدن نسبت به ایمپلنت تاثیر می گذارند و فرآیندهای مهمی مانند التهاب، چسبندگی سلولی و یکپارچگی بافت را تحت تاثیر قرار می دهند. بنابراین، درک مکانیزم و عملکرد این پروتئین ها در پوشش های سرامیکی برای بهبود قابلیت زیست سازگاری از اهمیت بسزایی برخوردار است. طراحی پوشش های سرامیکی حاوی پروتئین هایی مانند کلاژن و پروتئین وی، که از اجزای ماتریکس خارج سلولی طبیعی الهام می گیرند، به همراه استفاده از روش های نوین اصلاح سطح مانند تک لایه های خودمونتاژ شده، پوشش های هیدروژل و سطوح نانوساختار، می تواند به توسعه ایمپلنت های عصبی موثرتری کمک کند. این پوشش ها نه تنها به بهبود پاسخ فوری بافت به ایمپلنت ها از طریق شیمی سطح و بهبود تعامل سطح ایمپلنت با بافت عصبی جراحت دیده کمک می کنند، بلکه ثبات و عملکرد طولانی مدت آن ها را نیز افزایش می دهند. این ویژگی ها برای کاربردهای مختلفی از جمله پروتزهای عصبی، ایمپلنت های مغز و تحقیقات عصبی از اهمیت بالایی برخوردار است. در نهایت، این پژوهش بر اهمیت طراحی پوشش های سرامیکی حاوی پروتئین تاکید دارد که می تواند به بهبود کیفیت زندگی افراد مبتلا به اختلالات عصبی کمک کند و راه را برای درمان های نوآورانه تر هموار سازد.
کلید واژگان: ایمپلنت عصبی، پوشش های پیشرفته پایه سرامیکی، پروتئین، قابلیت زیست سازگاری، مهندسی بافتSpecific challenges are associated with the interaction of neural implants with human tissue and the central nervous system, primarily arising from the complex interactions between implant materials and the biological tissues of the nervous system. This paper examines the critical role of protein-containing ceramic coatings in enhancing the biocompatibility of these implants. Proteins on the implant surface and in the surrounding environment significantly influence the body's response to the implant, affecting crucial processes such as inflammation, cell adhesion, and tissue integration. Therefore, understanding the mechanisms and functions of these proteins in ceramic coatings is essential for improving biocompatibility. The design of ceramic coatings that incorporate proteins such as collagen and whey protein, inspired by components of the natural extracellular matrix, along with advanced surface modification techniques like self-assembled monolayers, hydrogel coatings, and nanoscale surfaces, can lead to the development of more effective neural implants. These coatings enhance the immediate tissue response to implants through surface chemistry, improve interactions between the implant surface and damaged neural tissue, and increase their stability and long-term performance. These characteristics are vital for various applications, including neural prosthetics, brain implants, and neurobiological research. Ultimately, this research underscores the importance of designing protein-containing ceramic coatings to improve the quality of life for individuals with neurological disorders and pave the way for more innovative treatments.
Keywords: Neural Implant, Advanced Ceramic-Based Coatings, Protein, Biocompatibility, Tissue Engineering -
The anodizing process of titanium (Ti) implants and their alloys improves their corrosion resistance and life service by naturally increasing the thickness of the passive oxide layer formed on the surface. Among the parameters that affect the properties of the anodized layer, voltage is a significant one due to the kinetic and thermodynamic processes. In this paper, commercial pure titanium (cp-Ti) coupons with the dimensions of 20 ×10 × 1 mm3 were used as the anode in 1 M sulfuric acid solution at different voltages of 3, 6, and 9 V, current intensity of 3 A, electrolyte temperature of 60 °C, and duration time of 30 s. The phase composition analysis, morphology, and corrosion behavior of the anodized Ti were examined by Grazing‐Incidence X‐Ray Diffraction (GIXRD), Field‐Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), and electrochemical impedance, respectively, in Simulated Body Fluid (SBF) at 37 °C. The results confirmed the formation of titanium oxide coating with a hexagonal structure. A smoother surface was obtained upon increasing the voltage up to 6 V. However, the surface became rougher with further voltage increase up to 9 V. The highest charge transfer resistance (37354 and 58127 ohm.cm-2) was achieved at 6 V after 1 and 24 hours of immersion in the SBF solution, representing 84 % and 2440 % increase, respectively, compared to the cp-Ti sample. The double layer helps prevent the formation of localized corrosion sites, such as pitting and crevice corrosion, which can be particularly damaging to Ti alloy as an implant in the human body. Although rising the voltage from 3 to 6 V resulted in a more hydrophobic surface (as shown by an increase in the contact angle from 63.8° to 74.1°), further voltage increase up to 9 V made the surface more hydrophilic than before.
Keywords: Anodizing, Low Voltage, Ti Alloy, Simulated Body Fluide Solution, Corrosion Behavior, Double Layer -
Topological characterizations and optical density of the synthesized hydrogenated amorphous carbon Cu-Ni NPs @ a-C: H nanotubes (CNTs) with different surface morphology were studied in this report. Films deposited with Ni layer thickness of5 nm have a maximum value of optical density especially in high energy range. Steps between 1800 to 2000KeV in the Rutherford backscattering (RBS) spectra are correspond to the presence of Cu and Ni elements. The thicknesses of films were measured by using SIMN-RA software. Films deposited with Ni layer thickness of 15nm have a maximum value of the lateral size of nanotubes in about 19.7nm.The grown CNTs of films deposited with Ni layer thickness15nm Ni, has a maximum value of diameter in about 16.2nm. The diagram of bearing area proportion height shows the percentage of cavities and single-layers. The cavity coverage of films was less than 5% and the layer content of films was about 90%.Keywords: Topography, Bearing Area, Nanotubes lateral size, Fractal dimensions, Optical Density
-
Owing to their high strength-to-weight ratio, aluminum-ceramic composites, are widely used in various industries. In this study, aluminum matrix composite was fabricated with only 2 wt% micron-sized SiC particles as the reinforcing phase using electromagnetic stir casting. Prior to mixing, the surface of SiC particles were chemically etched by HF, NaOH, and KOH at two heat treatment temperatures of 460 and 510 °C for 30 min. The obtained results indicated better wettability and interaction between the etched SiC particles and Al matrix. In addition, etched SiC particle as a ceramic phase at 460 °C enhanced the mechanical properties of Al as a metal matrix, such as enhancing hardness and E about of 6.6 and 26.6%, respectively, mainly due to the increasing inhibition against movement of dislocation confirmed by the observed brittle behavior of fracture surface.Keywords: Electromagnetic stir casting, Etching, Aluminum Matrix Composites, Micron-sized SiC, Mechanical properties
-
In this paper, CAZO and CZO thin films were deposited on quartz substrates by radio frequency magnetic sputtering and annealed at different temperatures of 400, 500, and 600°C. One of the most structural studies of thin-film materials is the analysis of the results that are obtained from AFM images. The most variations in optical density of CZO and CAZO thin films were at energy points to about 3eV and 4eV, respectively. Fractal dimensions and structural properties of films, as well as the optical density of CZO and CAZO thin films, were investigated. The AFM images were used to estimate the lateral size of the nanoparticles on the surface of the films. Annealed films at 500°Chad the maximum values for the lateral size of the nanoparticles. These values for the as-deposited films and annealed films at different temperatures of 400, 500, and 600°C were about 7.9,8.1, 6.5, and 7.75nm for CZO thin films, respectively. In addition, the lateral size of CAZO thin films was about 6.8, 6.27, 6.04, and 6.71, respectively. Films that annealed at 500°Chad the minimum value of fractal dimensions. The power spectral density of all films reflects the inverse power low variations, especially in the high spatial frequency region, indicating the presence of fractal components in prominent topographies. The maximum variations in the bearing area were as much as 0.015μm and 0.01μm for CZO thin films and CAZO thin films, respectively.Keywords: The CAZO Thin Films, Fractal dimensions, Topography, Optical Density, Bearing Area
-
امروزه پوشش های نانوساختار نیترید تانتالیوم به دلیل دارا بودن خواص حفاظتی مناسب همانند سختی، مقاومت به سایش بالا و مقاومت به خوردگی بالا دارای کاربرد بسیار زیادی در مهندسی پزشکی و بهبود رفتار بیولوژیکی تیتانیوم و آلیاژهای آن دارد. دراین تحقیق پوشش نانوساختار نیترید تانتالیوم با کمک فرایند کند و پاش مغناطیسی بر روی سطح آلیاژ NiTi اعمال گردید. سپس خواص فازی، ساختاری ومورفولوژی به ترتیب با استفاده از XPS، FESEM،AFM مورد بررسی قرارگرفته است، همچنین خواص نانو مکانیکی پوشش بوسیله روش های نانودندانه گذاری و نانو خراش در بارهای مختلف ارزیابی شده است. نتایج بیانگر تشکیل پوشش همگن، یکنواخت و عاری از ترک پوشش نانو ساختار نیترید تانتالیوم با اندازه ذرات حدود 20 نانومتر همراه با سختی و مدول الاستیک به ترتیب 12/6 و 4/87گیگاپاسکال و عمق نفوذ 91 نانومتر است که منجر به بهبود 34 درصد سختی سطح آلیاژ NiTi گردیده است. همچنین پوشش نانوساختار تانتالیوم منجر به ایجاد ضریب اصطکاک 28/0 و غالب شدن مکانیزم سایش خراشان نسبت به مکانیزم سایش چسبان برای آلیاژ NiTi گردیده است.
کلید واژگان: پوشش نانو ساختار نیترید تانتالیوم، آلیاژ NiTi، کند و پاش معناطیسی، خواص نانومکانیکیNowadays, suitable protective properties of tantalum nitride coatings, such as hardness, abrasion resistance and high corrosion resistance lead to increasing its application in medical engineering and improving the biological behavior of titanium and its alloys. In this research, nanostructured tantalum nitride coating was applied on the NiTi alloy by magnetron sputtering method. Then, the phase, structural and morphological properties of coating were investigated by using XPS, FESEM, AFM, respectively, as well as the nanomechanical properties of the coating were evaluated by using Nano-scanning and nano-scratch methods in different loads.
The results indicate that applying the uniform, homogeneous and crack free tantalum nitride coating with a thickness of 1050 nm. The hardness and elastic modulus of coating is 12.6 and 87.4 GPa under the applied force of 1000 μm and the penetration depth of 91 nm, respectively, which resulted in enhancing the hardness of NiTi alloy surface, about 34%. The coefficient of friction is 0.28 and the dominated wear mechanism of nanostructured tantalum nitride coating is abrasive wear with shearing mechanism.Keywords: Nanostructured tantalum nitride coating, NiTi alloy, Magnetron sputtering, Nano-mechanical properties -
آلیاژ نایتینول (NiTi) به دلیل در بر بر داشتن خواصی همانند انعطاف انعطاف پذیری فوق فوق العاده با کرنش زیاد قابل بازگشت، اثر حافظه حافظه داری ، ویژگی های میرایی بالا، مقاومت خوردگی و زیست زیست سازگاری خوب، دارای کاربرد وسیعی در ساخت قطعات پزشکی و بایو مواد، همانند استنت ها، ایمپلنت های ارتوپدی و ابزارهای جراحی است. اما یکی از مهم ترین مشکلات آلیاژ نایتینول، آزاد شدن یون های نیکل ناشی از تخریب سطح نمونه است، که این یون می تواند به عنوان بازدارنده در فرایندهای آنزیمی موثر در سنتز پروتئین و تکثیر سلول دخالت نماید. اعمال پوشش و کاشت یونی از مهم ترین روش ها جهت بهبود سطحی و رفتار زیستی آلیاژ NiTi است. در این تحقیق بهبود سطحی از طریق کربن دهی به وسیله فرایند کاشت یونی پلاسمایی (CPIII) بر روی سطح آلیاژ NiTi صورت گرفته و سپس رفتار نانومکانیکی پوشش بوسیلهتوسط میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و روش های نانودندانه گذاری و نانو نانو خراش و رفتار خوردگی به وسیله آزمون پلاریزاسیون در محلول 5/0 مولار نمک طعام مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بیانگر سطح کاملا همگن، یکنواخت و عاری از نواقص سطحی با عمق کاشت یونی کربن در حدود 50 نانومتر همراه با کاهش میانگین زبری سطحی از 34 به 25 نانومتر است. فرایند کاشت یونی منجر به افزایش سختی و مدول الاستیک به ترتیب 7/80 و 8/21 درصد، کاهش ضریب اصطکاک متوسط از 21/0 به 16/0 و باعث غالب بودن مکانیزم سازوکار سایش برشی همراه با افزایش 85 درصدی بازده مقاومت به خوردگی گردیده است.کلید واژگان: کربن دهی، کاشت یونی پلاسمایی، NiTi، خواص نانومکانیکیDue to ultra-high flexural flexibility, shape memory effect, high damping properties, corrosion resistance and good biocompatibility, the nitinol alloys (NiTi) are widely used in the manufacture of medical and biocompatible materials, such as stent, orthopedic implants and surgical instruments. But one of the most important problems of NiTi alloy is the release of nickel ions due to the destruction of the surface, which these ions can interfere with the enzymatic processes involved in protein synthesis and cell proliferation. The applied coating and ion implantation is one of the most important methods for improving the surface and behavior of the NiTi alloy. In this study, surface of NiTi alloy was modified by carbon plasma immersion ion implantations (CPIII). Then nanomechanical properties of coating were surveyed by atomic force microscopy (AFM) with nano-indentation, nano-scratch methods, and also corrosion behavior was investigated by polarization test in 0.5 M NaCl solution. The results indicate a completely homogeneous, uniform and free surface imperfection with a carbon ion implantation depth of about 50 nm, and decreased average surface roughness from 34to 25 nm. The ion implantation process resulted in increasing the hardness and elastic modulus of 80.7% and 21.8%, respectively, and reducing the average friction coefficient from 0.21 to 0.16, and also making dominant the shear wearing mechanism, with a 85% increase in corrosion resistance efficiency.Keywords: Carbonizing, Plasma immersion ion implantation, NiTi alloy, Nano-mechanical properties
-
پوشش های نانوکامپوزیتی پایه سرامیکی به دلیل دارا بودن سختی و مقاومت به سایش بالا دارای کاربرد بسیار زیادی در بهبود رفتار سایشی آلومینیوم و آلیاژهای آن دارد. دراین تحقیق پوشش نانوکامپوزیتی زیرکونیا – آلومیناتوسط فرآیند سل- ژل و روش غوطه وری همراه با استفاده از پیش ماده های آلکوکسیدی زیرکونیوم پروپوکساید و آلومینیوم تری سک بوتیلات برروی سطح آلومنیوم 2024 اعمال گردیده است. سپس خواص فازی، ساختاری ومورفولوژی پوشش به ترتیب با استفاده ازGIXRD، FTIR، FESEM، AFM مورد بررسی قرارگرفته است. همچنین خواص نانو مکانیکی پوشش بوسیله روش های نانودندانه گذاری و نانو خراش در بارهای 50 و 60 میلی نیوتن ارزیابی شده است. نتایج بیانگر تشکیل پوشش همگن، یکنواخت و کم ترک همراه با ضخامت تقریبا 800 نانومتر است. حضور آلومینا با بهبود خواص مکانیکی همانند سختی و مدول الاستیک به مقدار 15/1 و 15 گیگاپاسکال منجر به بهبود رفتار سایشی با ضریب اصطکاک 51/0 و حاکم شدن مکانیزم سایش خراشان همراه با مکانیزم برشی گردیده است.کلید واژگان: پوشش نانوکامپوزیت زیرکونیا، آلومینا، آلومینیوم 2024، سل، ژل، رفتار مکانیکیNanocomposite ceramic-based coatings, due to its high hardness and wear resistance, are improved wear behavior of aluminum and its alloys. In this study, zirconia nanocomposite coating applied on Al 2024 by using sol-gel method and dip coating process with the use of zirconium propoxide and aluminum tri-sec butylate. Then phase, structural and morphology properties of coatings evaluated by using GIXRD, FTIR, FESEM, AFM, as well as nano-mechanical properties of coatings were investigated by using nano-scratch and nano-indentation at two different loads, such as 50 and 60 mN. Results indicated that the formation of a homogeneous, smooth and low cracked ziconia-alumina nanocomposite coating with a thickness of approximately 800 nm. The presence of alumina cause to enhance the mechanical properties such as hardness and elastic modulus to 1.15 and 15 GPa, respectively, resulting in improve the wear behavior of coating with the friction coefficient of 0.51 and dominate the abrasive with shear mechanism.Keywords: Zirconia-alumina nanocomposite coating, Al 2024, Sol-gel, Mechanical behavior
-
تولید سالیانه سیمان به حدود 3 میلیارد تن رسیده است و پیش بینی می شود این رقم به 4 میلیارد تن در سال برسد. رشد عمده در کشورهایی مثل چین، هند و همچنین در کشورهای حوزه خاورمیانه و شمال افریقا دیده می شود. همزمان صنعت سیمان با چالش هایی همچون افزایش قیمت منابع انرژی، الزامات زیست محیطی برای کاهش انتشار گاز دی کسید کربن و تامین مواد اولیه با کیفیت با مقادیر مناسب رو بروست. مواد مکمل سیمانی می توانند بصورت بخشی جایگزین سیمان در بتن شوند. استفاده مناسب از مواد مکمل سیمانی می تواند باعث بهبود خواصی همچون کارپذیری بهتر، افزایش استحکام دراز مدت و دوام بیشتر در محیط های مهاجم در بتن تازه و سخت شده گردد. در این بخش از مقاله انواع مواد مکمل سیمانی شرح داده شده و همچنین واکنش های پوزولانی و عوامل موثر بر آنها و روش های فعال سازی متاکائولن بعنوان یک پوزولان طبیعی ارائه شده است.کلید واژگان: مواد مکمل سیمانی، پوزولان، متاکائولن، بتن
-
مواد مکمل س یمانی یکی از اجزاء ضروری در طراحی مخلوط های بتن با استحکام و کارایی بالا می باشند. این ها می توانند مواد ط بیعی، پسماندهای صنع تی یا محصولات فرع ی باشند که بر ای فراور ی آنها به انرژ ی کمتر ی نی از است . خاکستر باد ی، میکروسیلیس، سرباره کوره بلند و متاکایولن برخ ی از مواد مکمل س یمان ه ستند. استفاده از متاکایولن به عنوان یک ماده پوزولا نی برای ملات و بتن توجه ز یادی در سال های اخ یر به خود جلب نموده است . بخشی از این تما یل توجه گسترده به سمت کاربردموادی است که باعث کاهش مصرف س یمان پرتلند م ی شوند که تو لید آ ن بر ای مح یط ز یست ز یان آور است . دلیل د یگر آن تا ثیرقابل ملاحظه متاکایولن در بهبود خواص مکا نیکی و دوام ملا ت و بتن است . این مقاله مرور ی از کارهای انجام شده در بررس ی خواص متاکایولن و استفاده از آن بصورت جا یگزینی جز یی س یمان در ملات و بتن ار ایه م ی دهد. منابع موجود نشان م ی دهند که متاکایولن یک ماده پوزولانی موثر است که موجب بهبود خواص مکانیکی بتن، اصلاح ساختار تخلخل ها و توزیع اندازه حفرات و همچنین مقاومت بتن در برابر واکنش سیلیس- قلیا، نفوذ یون کلریدی و حملات سولفات ها را افزایش می دهد.
کلید واژگان: پوزولان، متاکائولن، بتن های توانمند
- این فهرست شامل مطالبی از ایشان است که در سایت مگیران نمایه شده و توسط نویسنده تایید شده‌است.
- مگیران تنها مقالات مجلات ایرانی عضو خود را نمایه می‌کند. بدیهی است مقالات منتشر شده نگارنده/پژوهشگر در مجلات خارجی، همایش‌ها و مجلاتی که با مگیران همکاری ندارند در این فهرست نیامده‌است.
- اسامی نویسندگان همکار در صورت عضویت در مگیران و تایید مقالات نمایش داده می شود.
©2000-2025 magiran.com All Rights Reserved.