بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق با کمک تکنیک متالورژی پودر، داربستهای تیتانیمی با سه درصد تخلخل متفاوت %50، %60 و %70، با استفاده از پودر تیتانیم خالص و عامل فضاساز اوره ساخته شدند . بررسیهای ساختاری جهت اطمینان از حذف ذرات اوره و عدم اکسید شدن نمونهها در اثر فرایند زینتر، با استفاده از دستگاه پراش اشعه - XRD - X، میکروسکوپ الکترونی روبشی - SEM - همراه با آنالیز EDS و میکروسکوپ نوری صورت گرفت و سپس آزمون فشار تکمحوری جهت محاسبه تنش تسلیم و مدول یانگ بر روی نمونههای تولیدی انجام شد. نتایج حاصل از بررسیهای ساختاری حاکی از موفقیت در تولید و عدم حضور فازهای ناخواسته در محصولات نهایی بود و بررسیهای حاصل از آزمون فشار نشان دادند که تمام نمونههای تولید شده، مدول یانگی در محدوده کاربرد استخوانی دارند اما مقادیر تنش بیشینه و تنش تسلیم با تغییر درصد تخلخل، تغییر میکنند.
مقدمه
مواد مورد استفاده جهت جایگزینی استخوان بایستی زیست سازگار باشند تا امنیت لازم برای کاربرد در بدن را فراهم کنند. تیتانیم و آلیاژهای آن به خاطر مقاومت خوردگی بالا، خواص مکانیکی و شرایط زیست سازگاری مناسب در میان سایر فلزات که برای کاربردهای پزشکی پیشنهاد شدهاند، مورد توجه خاص محققان قرار دارد Wisutmethangoon]، Nu-Young، Sikong، Plookphol، 2008؛ KOTAN، BOR، .[2007 ساختارهای سلول باز توسط محققان زیادی بررسی و با استخوان بدن انسان مقایسه شدهاند.
یک کاربرد کلیدی برای چنین موادی بر ناحیه سطحی آنها استوار است. تحقیقات نشان دادهاند که ساختارهای سلول باز - حفره باز - 1 میتوانند رشد سلول را تشویق کنند، ترمیم استخوان را بهبود بخشند، زمان بهبودی، اثر سپر تنشی - 2SSE - و بنابراین شل شدن ایمپلنت را کاهش دهند. SSE یک مسئله مهم در ایمپلنتهای تحت بار میباشد به طوریکه شل شدن ایمپلنت باعث درد و ناراحتی و در نهایت منجر به انجام یک عمل مجدد میشود.
SSE به طور خاص در اثر عدم هماهنگی بین مدول یانگ ایمپلنت و استخوان ایجاد میشود که البته چندین فاکتور دیگر نیز در شل شدن ایمپلنت مؤثر هستند Zhao]، Monaghan، .[2008 Wen و همکارانش - 2001 - نشان دادند که فومهای تیتانیمی خالص و آلیاژی، تنها زیست سازگار نیستند بلکه ساختارهای سلول باز آن که اندازهای بین 200 تا 500 میکرون دارند، رشد بافتهای استخوانی جدید و انتقال سیالات بدن را تشویق میکنند. نکته مثبت دیگر در رابطه با فومهای فلزی، چگالی و وزن پایین آنهاست که منجر به راحتی بیشتر بیمار میشود.
بعلاوه خواص مکانیکی ساختارهای سلولی میتواند با اصلاح مقدار، مورفولوژی و اندازه حفرات، تنظیم شود. این خاصیت از ویژگیهای کلیدی ساختارهای فومی تیتانیمی استفاده شده جهت کاربردهای ایمپلنتی میباشد بهگونهای که احتمال بدست آوردن خواص مکانیکی سازگار با استخوان را فراهم کرده و از مشکلات سپر تنشی که به طور معمول در ایمپلنتهای ساخته شده از مواد جامد غیرمتخلخل بوجود میآید، جلوگیری میکنند KOTAN]، .[2007
دو روش عمده برای ساخت فومهای فلزی وجود دارد: فرایندهای حالت جامد یا متالورژی پودر و فرایندهای حالت مذاب. فرایندهای حالت مذابعمدتاً برای ساخت فومهای آلومینیومی استفاده میشوند که دلیل آن هم سهولت فرایند به خاطر واکنشپذیری پایین و دمای ذوب پایین آلومینیوم میباشد. از سوی دیگر استفاده از روشهای حالت مذاب برای ساخت فومهای تیتانیمی، به خاطر نقطه ذوب بالای آنها و واکنشپذیری بسیار بالای آنها با هوا، بسیار دشوار است.
روشهای متالورژی پودر این قابلیت را دارند که قطعات تیتانیمی متخلخل را در دمای پایین، تحت محیطهای کنترل شده و با کنترل دقیق درصد تخلخل و اندازه تخلخل تولید کنند Dunand]، 2004؛ صالحی، .[1389 در میان روشهای متالورژی پودر، روشهای ساخت با کمک عامل فضا ساز3 این قابلیت را دارند که با به کارگیری ماده فضاساز مناسب، نمونههای متخلخلی با اندازه حفره، شکل و پراکندگی حفره مورد نظر بوجود آورند. مواد فضاسازی که به طور رایج برای ساخت داربستهای تیتانیمی استفاده میشوند عبارتند از: اوره، آمونیوم هیدروژن کربنات، دانههای پلیمری و پودرهای منیزیمی Esen]، Bor، 2011؛ Banhart، .[2001 در ایمپلنتهای استفاده شده جهت کاربردهای بافت سخت، مدول یانگ نقش کلیدی دارد.
