13035

13035

توليد داربست كامپوزيتي پايه Ti-6Al-4V با ذرات منيزيم و بررسي خواص مكانيكي و زيست سازگاري آن

كارشناسي ارشد

مواد - مهندسي پزشكي - بيومواد

خرداد ماه 1393

خرداد ماه 1393

دكتر شمس الدين ميردامادي - دكتر حسين عربي

چكيده داربست¬هاي فلزي با توجه به تسهيل فرآيند استخوان سازي و حفظ توامان خواص مكانيكي در حين فرآيند ترميم استخوان بسيار مورد توجه هستند. در اين تحقيق خواص مكانيكي و زيست سازگاري داربست كامپوزيتي Ti-6Al-4V با ذرات منيزيم به عنوان جايگزين استخوان مورد بررسي قرار گرفته است. در ابتدا از آسياب كردن براده¬هاي حاصل از ماشين كاري، پودر Ti-6Al-4V تهيه شد. آناليز پراش پرتو ايكس (XRD)، تطابق آن با نمونه استاندارد را تاييد كرد. بعد از مخلوط كردن پودر بدست آمده با پودر منيزيم با مقادير مختلف 15، 25 و 35 درصد وزني و فشردن در قالب فولادي با فشار MPa 500، عمليات تف¬جوشي بر روي نمونه¬ها در دماي C ᵒ900 به مدت 2 ساعت انجام شد. نتايج آزمون ارشميدس و تحليل نرم افزار Image Tool تخلخل باز در محدوده 36-24% و تخلخل كل در محدوده 63-46% را در نمونه¬ها نشان داد. خواص مكانيكي توسط آزمايش فشار بر روي نمونه¬ها مورد بررسي قرار گرفت. با افزايش مقدار منيزيم از wt.% 15 تا wt.% 35 مقدار حداكثر استحكام فشاري از MPa 132 به MPa 72 رسيده كه 45% كاهش از خود نشان داده است. مقدار مدول يانگ نيز از GPa 47 به GPa 37 رسيده كه به معني 21% كاهش بوده است. با توجه به نتايج خواص مكانيكي، نمونه A15 خواص مكانيكي نزديك به استخوان غشايي داشته و نمونه¬هاي A25 و A35 نيز خواصي در محدوده استخوان اسفنجي داشته¬اند. تغييرات وزني، pH و مقدار كلسيم در محلول SBF انجام شد. با افزايش مقدار منيزيم، نمونه¬ها به ترتيب 3، 8 و 9% كاهش وزن را در نتيجه خروج منيزيم داشته¬اند. مقدار pH و جذب كلسيم نيز با افزايش درصد وزني منيزيم روند صعودي داشته است. بررسي¬ها توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي(SEM) از سطح نمونه¬ها بعد از غوطه¬وري در SBF حاكي از تشكيل لايه كلسيم فسفات بر روي نمونه¬ها بوده كه نقشه توزيع عناصر نشان از حضور بيشتر اين لايه در حفره¬ها دارد كه حاوي مقادير بيشتري از منيزيم هستند. نتايج بدست آمده از آزمايش چسبندگي سلولي حاكي از چسبندگي مناسب سلول¬ها و نتايج آزمايش سميت سلولي نيز افزايش در مقدار زيست پذيري را با افزايش در مقدار منيزيم نشان داده است كه 55% افزايش در نمونه A35 نسبت به نمونه كنترل مشاهده شد. واژه‌هاي كليدي: داربست Ti-6Al-4V، منيزيم، خواص مكانيكي، محلول SBF، خواص زيست سازگاري