پژوهشگران کشور موفق به حل مشکل خوردگی بالای آلیاژ منیزیم در ترمیم بافت استخوان شدند.

پژوهشگران دانشگاه صنعتی اصفهان، با استفاده از نانوذرات فلوئورآپاتیت توانستند مشکل خوردگی بالای آلیاژهای منیزیم در کاربردهای مهندسی بافت استخوان را حل کنند.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا ، مهندس مهدی رضوی، دانشجوی دوره ی دکتری بیومواد دانشکده مهندسی مواد دانشگاه صنعتی اصفهان که به این موفقیت دست یافته است، در این باره گفت: به تازگی، مواد بر پایه ی منیزیم، به خاطر داشتن خواصی نظیر استحکام و زیست سازگاری مناسب، برای کاربرد به عنوان کاشتنی های فلزی زیست تخریب پذیر و ترمیم عیوب بافت استخوان، پتانسیل خوبی از خود نشان داده اند. البته مشکل آلیاژهای منیزیم سرعت خوردگی فوق العاده بالای آنهاست.

وی افزود: طراحی و آماده سازی نانوکامپوزیت ها بر پایه ی آلیاژ منیزیم می تواند راهی برای حل این مساله باشد. اخیراً توجه ویژه ای روی فلوئورآپاتیت (FA=Ca10(PO4)6F2) به دلیل حلالیت کم و حضور آن در استخوان طبیعی و دندان، همچنین تاثیر مثبت یون فلوئورید در رشد استخوان شده است. از طرفی یون فلوئورید به عنوان عاملی مناسب برای جوانه زنی آپاتیت شناخته شده است. نتایج آزمون های آزمایشگاهی هم نشان داده است که نانوذرات فلوئورآپاتیت دارای حل شوندگی کم، چسبندگی سلولی مناسب و فعالیت فسفاته خوبی هستند.

وی افزود: بنابراین نانوذرات فلوئورآپاتیت، گزینه مناسبی به عنوان فاز تقویت کننده برای تولید نانوکامپوزیت های پایه منیزیم (AZ91-FA) هستند و این پژوهش به دنبال ساخت نانوکامپوزیت آلیاژ منیزیم-فلوئورآپاتیت است.

پژوهشگر این طرح، برای تولید این نانوکامپوزیت از روش متالورژی پودر استفاده کرده است. برای تهیه ی پودر آلیاژ منیزیم AZ91، هم از روش آسیاب کاری مکانیکی تحت اتمسفر آرگون بهره گرفته است.

وی نانوذرات فلوئورآپاتیت را با آمیختن هیدروکسید کلسیم، پنتوکسید فسفر و فلوئورید کلسیم به کمک آسیاب پر انرژی تولید کرده است. در نهایت هم پودرهای آلیاژ منیزیم و نانوفلوئورآپاتیت را به روش آسیاب کاری با هم آمیخته و بعد از انجام فرایند فشار و تف جوشی، قرص هایی برای انجام آزمون های بعدی تولید کرده است.

بررسی ها نشان می دهد که اضافه شدن نانوذرات فلوئورآپاتیت، تاثیر چشمگیری روی خواص مکانیکی و رفتار خوردگی زیستی آلیاژ منیزیم AZ91 دارد. حضور نانوذرات فلوئورآپاتیت در آلیاژ منیزیم AZ91 به عنوان تقویت کننده، باعث بهبود در استحکام تسلیم فشاری، سختی و مدول الاستیک شده و کاهش در چقرمگی شکست را نیز به دنبال دارد. همچنین نانوکامپوزیت آلیاژ منیزیم فلوئورآپاتیت در مقایسه با آلیاژ منیزیم، مقاومت به خوردگی بهتری را نشان می دهد.

رضوی در پایان گفت: اضافه شدن نانوذرات فلوئورآپاتیت به عنوان تقویت کننده به آلیاژ منیزیم AZ91 تشکیل آپاتیت شبه استخوانی را روی سطح بهبود و تسریع بخشیده است؛ در نتیجه حفاظت بهتری را برای زمینه فراهم کرده است. همچنین از تشکیل آپاتیت شبه استخوانی روی سطح، بهبود رشد استخوان در بدن در کاربردهای کلینیکی انتظار می رود

جزئیات این پژوهش -که در قالب پایان نامه ی کارشناسی ارشد مهدی رضوی با راهنمایی دکتر محمدحسین فتحی استاد دانشکده مواد، و دکتر محمود مرآتیان ، استاد دانشکده مواد دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شده است- در مجله ی MATERIALS CHARACTERIZATION (جلد 61، صفحات 1363 تا 1370، سال 2010) منتشر شده است.