نوروز 96

تلاش برای بهبود خواص مواد قابل کاشت در بدن با نانوپوشش ها

پژوهشگران دانشگاه آزاد نجف آباد جهت دستیابی به خواص بهبود یافته‌ی مواد زیستی قابل استفاده در بدن به بررسی نوعی نانوپوشش کامپوزیتی جدید پرداختند.



به گزارش گروه علمی ایرنا ازستاد توسعه فناوری نانو،این نانوپوشش نسبت به ساییدگی و خوردگی مقاوم است.علیرغم کارایی بالای ایمپلنت های فلزی مانند تیتانیوم و آلیاژهای آن در بدن انسان، با این حال مقاومت به خوردگی نه چندان مطلوب در بدن انسان، سازگاری نامناسب، تولید بافت هایی که منجر به عدم خون رسانی به سلول های استخوان می شود و همچنین عدم اتصال مناسب با استخوان و بافت های بدن منجر شده تا یک مشکل بزرگ در این زمینه برای آلیاژهای فلزی پیدا شود.

مجید عبداللهی مدرس دانشگاه آزاد واحد نجف آباد، در خصوص یافتن راهکار مناسب برای رفع این مشکل عنوان کرد: برای این منظور می توان از پوشش هایی مانند پوشش های نانوکامپوزیتی-سرامیکی که بر روی آلیاژهای فلزی مذکور قرار می گیرند، استفاده کرد. 

وی ادامه داد:اما ساخت پوشش هایی با شرایط مطلوب و همچنین روش اعمال این پوشش ها بر روی آلیاژهای فلزی بسیار مشکل و در عین حال حساس به شرایط محیط است. بنابراین انتخاب نوع پوشش، پارامترهای فرآیند و روش اعمال پوشش بسیار حائز اهمیت هستند.

در این طرح یک پوشش نانوکامپوزیتی از ترکیب نانوذرات هیدروکسی آپاتیت به عنوان زمینه و ماده ی سرامیکی دیوپسید(diopside) به عنوان ماده ی فرورونده، تولید شده است. 

این نانوکامپوزیت از خواص مکانیکی مطلوب، زیست سازگاری، پایداری شیمیایی، مقاومت به خوردگی و سایش بالایی برخوردار است.همچنین در میان تمام روش های اعمال پوشش نیز روش الکتروفورتیک در ابتدا بهینه سازی و سپس مورد استفاده قرار گرفت.

عبداللهی با اشاره به اینکه یکی از معضلات مهم در مهندسی پزشکی و مباحث مربوط به اورتوپدی، استفاده از روش های پیچیده و نیازمند زمان بالا برای ساخت نانوکامپوزیت های زیستی است، عنوان کرد:در این طرح تلاش شده تا در تولید نمونه های آزمایشگاهی از روشی ساده و کم هزینه بهره گرفته شود. این روش قادر به تولید پوشش سطح با زبری بسیار پایین، مقاومت به خوردگی و سایش عالی و تولید سطوح بی ترک در جریان عملیات اعمال پوشش است.

برای دستیابی به افزایش مقاومت به خوردگی و خواص مکانیکی مناسب، با استفاده از روش کم هزینه ی آسیاب کاری مکانیکی، ماده ی سرامیکی جدیدی به نام دیوپسید به زمینه ی هیدروکسی آپاتیت تزریق شده است. نمونه های تولید شده پس از انجام تف جوشی دو مرحله ای و پاشش بر روی سطح، با استفاده از آزمون های مختلف از جمله پراش اشعه ی ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ نیروی اتمی و میکروسکوپ نوری مطالعه شدند.

به گفته ی این محقق، در بررسی نتایج مشخص شد که با افزایش مقدار دیوپسید به زمینه ی هیدروکسی آپاتیت تا 30 درصد وزنی، و بعد از عملیات تف جوشی دو مرحله ای، اندازه دانه ی نهایی کامپوزیت و همچنین توزیع اندازه ذرات در آن به طرز چشمگیری کاهش می یابد. این پدپده از این نظر حائز اهمیت است که برای اعمال پوشش نانوکامپوزیتی با استفاده از روش الکتروفورتیک بر روی فلز- بهترین شرایط- زمانی رخ می دهد که توزیع اندازه ذرات کم باشد. 

نتایج این کار تحقیقاتی در مجله ی Ceramics International به چاپ رسیده است و مجید عبداللهی، امیرسالار خندان و ابراهیم کرمیان در انجام آن همکاری داشته اند.

منبع :