16686

16686

ساخت و بررسي خواص مكانيكي و زيست سازگاري كامپوزيت هيبريدي زمينه پلي اتيلن و تقويت شده با نانولوله كربني

كارشناسي ارشد

بيومواد

شهريور 1395

دكتر عليرضا خاوندي - دكتر بيژن افتخاري يكتا

دكتر حميدرضا رضايي

مواد و متالورژي

در اين پژوهش ساخت و بررسي خواص مكانيكي و زيست سازگاري كامپوزيت ارتوپدي با زمينه پلي‌اتيلن با وزن مولكولي بسيار بالا موردبررسي قرار گرفت. از هيدروكسي آپاتيت به‌عنوان فاز اول تقويت‌كننده با درصدهاي وزني 15و 30 و از نانولوله كربن با درصدهاي وزني 1/0و5/0و8/0 به‌عنوان فاز تقويت‌كننده دوم استفاده شد. ابتدا هيدروكسي آپاتيت به روش سل-ژل سنتز شد و توسط آناليز XRD موردبررسي قرار گرفت. نانولوله كربني به‌وسيله اسيد نيتريك و اسيدسولفوريك عامل دار شد.نانو ذرات هيدروكسي آپاتيت و نانولوله كربن در اتانول به‌وسيله امواج اولتراسونيك پراكنده‌سازي شد تا كلوخه‌ها شكسته شوند.سپس تقويت‌كننده‌ها و پودر پليمر به همراه اتانول در آسياب ماهواره‌اي به مدت 2 ساعت و با سرعت 270 دور بر دقيقه مخلوط شد. پودر حاصل به مدت 48 ساعت در آون 70 درجه خشك شد و سپس به‌وسيله پرس گرم شكل داده شد. آزمون پانچ كوچك جهت مقايسه خواص مكانيكي كامپوزيت‌ها و آزمون‌هاي MTTوALPو چسبندگي سلولي بر روي نمونه‌ها انجام شد. كامپوزيت با 30% وزني هيدروكسي آپاتيت و 1/0% وزني نانولوله كربن با 225% افزايش در مدول الاستيك و 50% افزايش در نيروي بيشينه نسبت به پليمر خالص و 98/97% قابليت زيست پذيري مي‌تواند جايگزين مناسب و بهينه براي پلي‌اتيلن با وزن مولكولي بسيار بالا در كاشتني‌هاي ارتوپدي باشد.

1395/11/26

1/1/1900 12:00:00 AM

UHMWPE uses in orthopedic implants such as knee an​d hip replacement. Several studies have been reported on the properties of HA/UHMWPE an​d MWCNT/UHMWPE compositesIn this study ultrahigh molecular weight polyethylene–based nanocomposites reinforced with nano-sized hydroxyapatite particles an​d multi wall carbon nano tube were fabricated using Planetary ball mill an​d compression molding with different weight percent of the nano-hydroxyapatite an​d MWCNT.Furthermore, hydroxy apatite as a natural an​d backbone component of bone structure, in addition to multi wall carbon nano tube could be used with the aim of increasing the mechanical properties an​d wear resistance of UHMWPE for total joint replacement components. First, hydroxyapatite nanoparticles were synthesized by sol–gel. Hydroxyapatite an​d MWCNT were sonicated in ethanol to break the clusters. Then UHMWPE added an​d ball milled for 2 hours at 270 rpm. the mixture heated for 48 hours to remove ethanol an​d then shaped by hot press.mechanical properties was measured by small punch test. the result showed composite with 30% wt hydroxyapatite an​d 0.1% MWCNT has optimum mechanical properties with 225% increase in young modulus an​d 50% increase in peak load.