Surface Modification of Bone Implanted Materials by Layer-by-Layer Self Assembly Technique
Doctor of Philosophy (Physics), 2019
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | Theses and Dissertations |
| Language: | English |
| Published: |
Prince of Songkla University
2024
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19467 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Institution: | Prince of Songkhla University |
| Language: | English |
| id |
th-psu.2016-19467 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
Prince of Songkhla University |
| building |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| continent |
Asia |
| country |
Thailand Thailand |
| content_provider |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| collection |
PSU Knowledge Bank |
| language |
English |
| topic |
Thin films Synthesis |
| spellingShingle |
Thin films Synthesis Safitree Nawae Surface Modification of Bone Implanted Materials by Layer-by-Layer Self Assembly Technique |
| description |
Doctor of Philosophy (Physics), 2019 |
| author2 |
Nantakan Muensit |
| author_facet |
Nantakan Muensit Safitree Nawae |
| format |
Theses and Dissertations |
| author |
Safitree Nawae |
| author_sort |
Safitree Nawae |
| title |
Surface Modification of Bone Implanted Materials by Layer-by-Layer Self Assembly Technique |
| title_short |
Surface Modification of Bone Implanted Materials by Layer-by-Layer Self Assembly Technique |
| title_full |
Surface Modification of Bone Implanted Materials by Layer-by-Layer Self Assembly Technique |
| title_fullStr |
Surface Modification of Bone Implanted Materials by Layer-by-Layer Self Assembly Technique |
| title_full_unstemmed |
Surface Modification of Bone Implanted Materials by Layer-by-Layer Self Assembly Technique |
| title_sort |
surface modification of bone implanted materials by layer-by-layer self assembly technique |
| publisher |
Prince of Songkla University |
| publishDate |
2024 |
| url |
http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19467 |
| _version_ |
1802995677055156224 |
| spelling |
th-psu.2016-194672024-06-07T07:23:08Z Surface Modification of Bone Implanted Materials by Layer-by-Layer Self Assembly Technique การดัดแปรพื้นผิวของวัสดุฝังทดแทนกระดูกด้วยเทคนิคการจัดเรียงตัวเองแบบทีละชั้น Safitree Nawae Nantakan Muensit Faculty of Science (Physics) คณะวิทยาศาสตร์ ภาควิชาฟิสิกส์ Thin films Synthesis Doctor of Philosophy (Physics), 2019 In recent years, surface modifications for dental implants have evolved rapidly, particularly for enhanced osseointegration and bone formation around implants. In this study, a powerful layer-by-layer self-assembly (LbL) technique was employed to fabricate thin film through precise control of the chemical composition and film morphology on a nanoscale level. Potent biomaterials were used for the multilayer coating, including silk fibroin (SF), type I collagen (Col), and poly(diallydimethylammonium chloride) (PDDA), which each impart the surface with a combination of biomechanical, physiochemical, and hydrophilic wetting properties. These materials were assembled sequentially via electrostatic interaction in an aqueous solution phase to produce a [PDDA/SF/PDDA/Col], thin film with different n quad- layers: n = 0 (control), 10, 20, 30, 40, and 50. The multilayer formation, topography, morphology, and the surface characteristics of the films were tested and analyzed using quartz crystal microbalance, atomic force microscopy, scanning electron microscopy, and wettability, respectively. The molecular organization of the films was characterized by Fourier transform infrared and Raman spectroscopy. Meanwhile, their biological performance was evaluated using osteoblast cell proliferation, alkaline phosphatase (ALP) activity, and total protein absorption. The thickness of multilayer film can be changed by increasing the number of quad-layers adsorbed with an increment of 7 nm. It was also found that the surface topography was affected by the number of quad-layers as the root mean square roughness of the film increased as a function of n in a range of tens of nanometers, which is beneficial for initial cell adhesion. The multilayer films demonstrated the mobility of amide I, II, III, and molecular skeletal vibration. The films exhibited rough surfaces, hydrophilicity, and were able to enhance cell proliferation, ALP activity, and total protein absorption. Preliminary results appear the optimum of the number of quad-layers between 40 and 50. The results indicate that self- assembledLbL films are promising for use as a nucleating surface for osseointegration in the design of coated dental implant materials and could serve as the foundation for further clinical applications. 1. Strategic Scholarships Fellowships Frontier Research Networks (Spectific for Southern region), The Office of the Higher Education Commission (OHEC), Thailand 2. Prince of Songkla University Graduate School Financial Support for ThesisScholarships การดัดแปร พื้นผิวของรากฟันเทียมถูกนํามาใช้งานอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน เพื่อเพิ่มการเกิดกระดูกเชื่อมประสาน และเกิดการสร้างกระดูกขึ้นมาใหม่รอบ ๆ รากฟันเทียม การศึกษาครั้งนี้สร้างฟิล์มบาง โดยเทคนิคการจัดเรียงตัวเองแบบทีละชั้น ซึ่งสามารถควบควบคุม ลําดับการจัดเรียงตัวขององค์ประกอบทางเคมีที่มีความแม่นยําสูงในการสร้างโครงสร้างระดับนาโน สารชีวโมเลกุลที่ใช้เป็นองค์ประกอบหลักคือ โปรตีนไหม (SF) และคอลลาเจนประเภทที่ 1 (Col) และใช้พอลิเมอร์ พอลิ(ไดอัลลิลไดเมทิลแอมโมเนียม คลอไรด์) (PDDA) เป็นตัวประสานเนื่องจาก มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพ ประกอบขึ้นเป็นฟิล์มบาง [PDDA/SF/PDDA/Col] เมื่อ n คือ จํานวนรอบของการสังเคราะห์ ขั้นตอนการสังเคราะห์ฟิล์มอาศัยแรงทางประจุไฟฟ้าระหว่าง อนุภาค ซึ่งทั้งหมดนี้สามารถทําซ้ําเพื่อให้ได้ฟิล์มหลายชั้นที่มีความหนาตามต้องการ ตัวตรวจวัด การเปลี่ยนแปลงทางมวลถูกนํามาใช้ในการวิเคราะห์การก่อตัวของชั้นฟิล์ม โดยควอตซ์คริสตัล ไมโครบาลานส์ โครงสร้างจุลภาคของฟิล์มบางวิเคราะห์โดยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดและกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม และศึกษาลักษณะความชอบน้ําของพื้นผิวฟิล์มด้วย เทคนิควัดมุมสัมผัสของของเหลว วิเคราะห์การจัดโครงสร้างของพื้นผิวฟิล์มโดยใช้หลักการดูดกลืนรังสีอินฟาเรดด้วยเทคนิคฟูเรียร์ทรานส์ฟอร์มอินฟราเรดสเปคโตรสโคปและเทคนิครามานสเปคโตรสโคป งานวิจัยนี้ได้ตรวจสอบความเข้ากันได้ทางชีวภาพของฟิล์มบางกับเซลล์ สร้างกระดูกออสติโอบลาสต์ โดยประเมินประสิทธิภาพการตอบสนองของเซลล์กระดูกจากการ ทดสอบการกระตุ้นการแบ่งเซลล์ อีกทั้งศึกษาความสามารถการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ต้นกําเนิดจากเยื่อหุ้มกระดูกไปเป็นเซลล์กระดูกด้วยวิธีตรวจค่าแอลคาไลน์ฟอสฟาเทส จากการศึกษาพบว่า ความหนาฟิล์มบางที่เตรียมได้เพิ่มขึ้นตามจํานวนรอบของการสังเคราะห์ทุก 7 นาโนเมตร และ สัมพันธ์กับค่าความขรุขระพื้นผิวเฉลี่ยที่เพิ่มขึ้นซึ่งส่งผลดีต่อการยึดเกาะของเซลล์ สเปกตรัมการ ดูดกลืนคลื่นแสงของหมู่ฟังก์ชันของฟิล์มบางที่เตรียมได้พบว่า การสั่นของหมู่ฟังก์ชันเอไมด์ I เอไมด์ II และเอไมด์ III แสดงอย่างชัดเจน ทั้งหมดนี้แสดงถึงลักษณะของฟิล์มบางที่มีความหยาบมีความชอบน้ํา และมีการตอบสนองของเซลล์ที่ดี ผลการศึกษาเบื้องต้นพบว่าจํานวนรอบการ สังเคราะห์ฟิล์มที่ 40 และ 50 มีความเหมาะสมต่อการตอบสนองของเซลล์กระดูก จากการศึกษา แสดงให้เห็นถึงฟิล์มบางที่เตรียมได้โดยวิธีจัดเรียงตัวเองแบบทีละชั้นมีแนวโน้มสามารถเพิ่มการ เกิดกระดูกเชื่อมประสาน ผลที่ได้นี้เป็นแนวทางที่สําคัญในการพัฒนาวิธีการนําไปประยุกต์ใช้งานทางคลินิกต่อไป 2024-06-07T07:21:20Z 2024-06-07T07:21:20Z 2019 Thesis http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19467 en Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Thailand http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/th/ application/pdf Prince of Songkla University |