26911

بهبود مقاومت به خوردگي ايمپلنت‌هاي كامپوزيت منيزيمي پوشش‌دهي شده با الياف توسط اصلاح عوامل تاثيرگذار

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك- ساخت و توليد ـ شكل‌دهي

1398

1401/3/18

محمد صديقي

مهندسي مكانيك

مواد منيزيمي به دليل داشتن خواصي مانند زيست سازگاري مناسب، زيست تخريب پذير بودن و مدول الاستيك نزديك به استخوان به يكي از مهم¬ترين فلزات براي ساخت ايمپلنت¬هاي ارتوپدي موقت تبديل شده¬اند. اما مشكل اصلي منيزيم وآلياژهاي آن كه كاربردهاي پزشكي اين مواد را محدود كرده¬ است خوردگي نسبتا سريع در محيط فيزيولوژيكي بدن مي¬باشد. كامپوزيت سازي و اصلاح سطح منيزيم از طريق پوشش¬دهي يكي از را¬هكارهاي موثر براي كنترل نرخ خوردگي آن¬ها است. در اين پايان‌نامه نمونه-هاي كامپوزيت زمينه منيزيمي با ذرات تقويت كننده¬ي هيدروكسي آپاتيت توسط نانوالياف پلي¬كاپرولاكتون الكتروريسي شده پوشش-دهي شدند. براي بررسي تاثير پوشش در كنترل نرخ خوردگي نمونه¬ها و حفظ يكپارچگي آنها طي مدت قرارگيري در محيط مشابه محيط فيزيولوژيك بدن، از آزمون غوطه¬وري در مايع شبيه ساز بدن و آزمون فشار از نمونه‌ها استفاده شد. سپس با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي سطح نمونه¬ها مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داده است به طور كلي با پوشش‌دهي نمونه‌ها مقاومت به خوردگي افزايش يافته است. پس از گذشت 14 روز غوطه‌وري در مايع شبيه ساز بدن، نمونه كامپوزيت منيزيم پوشش دهي شده با نانوالياف پلي‌كاپرولاكتون حاوي 5/2 درصد هيدروكسي آپاتيت با mm/year 98 /0 كمترين نرخ خوردگي را نشان داد در حالي كه نرخ خوردگي براي منيزيم خالص mm/year 95/5 بوده است. همچنين بعد از 14 روز غوطه وري، اين نمونه با كمترين ميزان تخريب، يكپارچگي مكانيكي خود را تا حد زيادي نسبت به بقيه نمونه¬ها حفظ كرده است و استحكام تسليم فشاري و استحكام فشاري نهايي اين نمونه به ترتيب 2/26 و 6/28 درصد كاهش يافته است درحالي كه اين مقدار براي منيزيم خالص 59 و 5/63 درصد بوده است.

1401/06/08

Improving the corrosion resistance of fiber-coated magnesium composite implants by modifying the influential factors

6/8/2023 12:00:00 AM

Magnesium materials have become one of the most important metals for making temporary orthopedic implants due to their properties such as good biocompatibility, biodegradability, and elastic modulus close to the bone. But the main problem with magnesium and its alloys, which has limited the medical applications of these materials, is the relatively rapid corrosion in the physiological environment of the body. Composition and modification of magnesium surface through the coating is one of the effective ways to control their corrosion rate. In this research, magnesium-based composite samples were coated with HA-reinforcing particles by electrospinning polycaprolactone nanofibers. To investigate the effect of coating on controlling the corrosion rate of samples and maintaining their integrity during exposure to the same physiological environment of the body, an immersion test of simulated body fluid and a compression test of samples were used. Then the surface of the samples was examined using a scanning electron microscope. The results show that the corrosion resistance has increased by coating the samples. After 14 days of immersion, the magnesium composite sample coated with polycaprolactone nanofibers containing 2.5% HA with 0.98 mm/year showed the lowest corrosion rate, while the corrosion rate for pure magnesium was 5.95 mm/year. Also After 14 days of immersion, this sample with the least amount of damage, has maintained its mechanical integrity to a large extent compared to other samples. This sample's compressive yield strength and ultimate compressive strength decreased by 26.2% and 28.6%, respectively, but this amount for pure magnesium was 59% and 63.5%, respectively.

كامپوزيت‌هاي پايه منيزيمي , خوردگي , يكپارچگي مكانيكي , پوشش‌دهي , نانوالياف الكتروريسي شده

Magnesium based composites , corrosion , Mechanical integrity , Coating , Electrospun nanofibers

Abbas Bagheri

Dr. Sedighi