ผลกระทบของการเผาในสุญญากาศ ไนโตรเจน และอากาศ ต่อโครงสร้าง การออกฤทธิ์ได้ทางชีวภาพ และการต้านเชื้อจุลินทรีย์ของเส้นใยไมโครแคลเซียมฟอสเฟตที่เจือด้วยสังกะสี

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอการศึกษาผลกระทบของการเผาในสุญญากาศ ไนโตรเจน และอากาศ ต่อโครงสร้าง การออกฤทธิ์ได้ทางชีวภาพ และการต้านเชื้อจุลินทรีย์ของเส้นใยไมโครแคลเซียมฟอสเฟตที่เจือด้วยสังกะสี สารละลายแคลเซียมฟอสเฟตที่เจือสังกะสี 3% (3%Zn-CaP) ถูกสังเคราะห์โดยใช้กระบวนการโซล-เจล เส้นใยไมโครถูกประดิษฐ์โดยใช้โพลีไวนิลไพร์-โรลิโดน/3%Zn-CaP ด้วยกระบวนการอิเล็กโตรสปินนิง โครงสร้างผลึก โครงสร้างเฉพาะบริเวณ องค์ประกอบทางเคมี และการออกฤทธิ์ได้ทางชีวภาพถูกตรวจสอบโดยใช้เทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ การดูดกลืนรังสีเอกซ์ อินฟาเรดสเปกโทรมิเตอร์จะเป็นแบบแปลงฟูเรียร์ และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ตามลำดับ การวิเคราะห์ XRD เปิดเผยว่าเฟสหลักในเส้นใยที่เผาภายใต้สภาวะอากาศ (3%Zn-Air) แสดงเฟสแคลเซียมคาร์บอเนต เฟสไฮดรอกซีอะพาไทต์เป็นเฟสรอง แคลเซียมคาร์บอเนตยังคงเป็นหลักสำหรับเส้นใยที่เผาภายใต้สภาวะสุญญากาศ (3%Zn-Vacuum) เฟสแคลเซียมออกไซต์และเฟส ไฮดรอกซีอะพาไทต์เป็นเฟสรอง ในทางกลับกันเส้นใยที่เผาภายใต้สภาวะไนโตรเจน (3%Zn-Nitrogen) เกิดเฟสอสัณฐาน ผลของ FTIR แสดงองค์ประกอบทางเคมี ซึ่งสอดคล้องกับผลการวิเคราะห์ด้วย XRD โครงสร้างเฉพาะของสังกะสีถูกตรวจสอบโดยใช้เทคนิค XAS พบโครงสร้าง ZnO ในตัวอย่างเส้นใยที่เผาภายใต้สภาวะอากาศ และพบโครงสร้าง ZnS ในตัวอย่างเส้นใยที่เผาภายใต้สภาวะสุญญากาศ ในขณะที่เส้นใยที่เผาภายใต้สภาวะไนโตรเจนพบโครงสร้างอสัณฐาน ค่าเฉลี่ยของเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยในระดับจุลภาคถูกตรวจสอบด้วยเทคนิค SEM หลังจากการแช่ในสารจาลองสภาวะร่างกาย (SBF) เป็นระยะเวลา 14 วัน 3%Zn-Nitrogen แสดงการก่อตัวของชั้นอะพาไทต์บนตัวอย่างมากที่สุดอย่างมีนัยยะ ซึ่งบ่งชี้ถึงการปรับปรุงการออกฤทธิ์ได้ทางชีวภาพ สุดท้ายผลของกิจกรรมการต้านเชื้อจุลินทรีย์แสดงในเห็นว่าตัวอย่างเส้นใยแสดงความสามารถในการยับยั้งเชื้อจุลินทรีย์ Staphylococcus epidermidis และ Pseudomonas aeruginosa ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งยับยั้งสมบูรณ์ 100% สำหรับตัวอย่าง 3%Zn-Air และ 3%Zn-Vacuum

This thesis presents a study on the effects of sintering in vacuum, nitrogen, and air on the structure, bioactivity, and antimicrobial activity of zinc-doped micro-calcium phosphorus fibers (Zn-CaP). 3%Zn-doped calcium phosphate solution (3%Zn-CaP) was synthesized using a sol-gel process. Microfibers were fabricated using polyvinylpyrrolidone/3%Zn-CaP by electrospinning process. The crystal structure, local structure, chemical composition, and bioactivity were investigated by X-ray diffraction (XRD), X-ray absorption spectroscopy (XAS), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and scanning electron microscopy (SEM) technique, respectively. Owing to the XRD analysis, the results revealed that the major phase in the fibers sintered under air condition (3%Zn-Air) showed calcium carbonate phase; hydroxyapatite phase was the minor phase. Calcium carbonate remained the major phase for the fibers sintered under vacuum condition (3%Zn-Vacuum); calcium oxide phase and hydroxyapatite phase were the minor phases. On the other hand, the fibers sintered under nitrogen condition (3%Zn-Nitrogen) formed an amorphous phase. The FTIR results showed the chemical composition, which were consistent with those of the XRD analysis. In addition, the specific structure of Zn investigated using XAS technique, indicated the presence of the ZnO structure in air-sintered samples and the ZnS structure in vacuum-sintered samples, while the fiber samples sintered under nitrogen condition showed an amorphous structure. The mean microscopic diameters of the fibers were examined by SEM technique. After immersion in simulated body fluid (SBF) for 14 days, 3%Zn-Nitrogen displayed the most significant apatite layer formation on the samples, indicating the improved bioactivity. Finally, the results of the antimicrobial activity revealed that the fiber samples exhibited the ability to inhibit Staphylococcus epidermidis and Pseudomonas aeruginosa microorganisms, particularly 100% inhibition for 3%Zn-Air and 3%Zn-Vacuum samples.