تولید ایمپلنت های استخوانی نانو ساختار حافظه دار

مهندس مسعود سبزی با اشاره به خواص مناسب آلیاژ نیکل- تیتانیوم، در خصوص موانع موجود بر سر راه توسعه‌ هر چه بیشتر این آلیاژ در حوزه‌ ساخت ایمپلنت‌های استخوانی گفت: آلیاژهای حافظه‌دار نیکل-تیتانیوم به‌ دلیل خواص منحصربه‌فرد از جمله رفتار مکانیکی مشابه با بافت استخوان، کاربردهای گسترده‌ای در زمینه‌ ساخت کاشتنی‌های ارتوپدی و دندانی و همچنین مفاصل مصنوعی یافته‌اند. اما علی‌رغم این ویژگی‌های مثبت، مشکل بزرگ این آلیاژها یعنی حضور و آزادسازی یون سمی نیکل را نمی‌توان نادیده گرفت. نیکل علاوه بر ایجاد حساسیت برای بدن موجب کاهش نرخ تکثیر سلول‌های استخوانی و متعاقب آن کاهش سرعت ترمیم استخوان می‌شود.

وی در خصوص اقدامات صورت گرفته در این طرح افزود: در طرح حاضر با اعمال یک نانوپوشش زیست فعال بر روی آلیاژ نیکل-تیتانیوم موفق شدیم علاوه بر کاهش نرخ آزاد شدن نیکل در محیط بدن و افزایش عمر ایمپلنت استخوانی، خواص زیستی سطح آلیاژ را بهبود ببخشیم.

سبزی، پوشش اعمال‌شده بر روی آلیاژ نیکل-تیتانیوم را یک پوشش نانوکامپوزیتی متشکل از زمینه‌ هیدروکسی آپاتیت و نانوذرات اکسید روی دانست و ادامه داد: حضور نانوذرات اکسید روی در ساختار پوشش علاوه بر اینکه خاصیت ضد خوردگی و چسبندگی پوشش به زیرلایه را تقویت کرده‌، موجب افزایش زیست سازگاری سطح ایمپلنت نیز شده‌است.

محری طرح خاطر نشان کرد: در این تحقیق از روش پوشش‌دهی الکتروفورتیک جهت اعمال پوشش نانوکامپوزیتی هیدروکسی آپاتیت-اکسید روی با نسبت وزنی 50:50 استفاده شده‌است. پس از اعمال فرایند پوشش‌دهی، عملیات سینترینگ در دمای 500 درجه به مدت دو ساعت صورت گرفته و در ادامه پوشش اعمال‌شده از حیث ساختار و رفتار الکتروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفته‌است. همچنین نرخ آزاد شدن نیکل در محلول شبیه‌سازی‌شده‌ بدن ارزیابی شده‌است.

به گفته این محقق تصاویر میکروسکوپی بیانگر تشکیل پوششی بدون ترک با ضخامت تقریبی 35 میکرون بر روی سطح آلیاژ نیکل-تیتانیوم است. همچنین چسبندگی پوشش در حضور نانوذرات روی به زیرلایه‌ آلیاژی به میزان مطلوب 25.4 مگاپاسکال رسیده‌است.

این تحقیقات از سوی مهندس مسعود سبزی دانشجوی مقطع دکتری تخصصی رشته مهندسی مواد دانشگاه شهید چمران اهواز، دکتر صادق معینی‌فر عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد شوشتر و مهندس سعید مرساق دانشجوی مقطع دکتری تخصصی رشته مهندسی مواد دانشگاه مالک اشتر تهران اجرایی شده و نتایج آن در مجله‌ Ceramics International با ضریب تأثیر 3.057 منتشر شده‌است