تولید و بررسی نانوکامپوزیت های زمینه منیزیمی به روش فرآوری اصطکاکی اغتشاشی

در این پژوهش با هدف بهبود رفتار مکانیکی، کنترل نرخ تخریب و ارتقای زیست سازگاری آلیاژ منیزیم AZ۳۱ برای کاربردهای ارتوپدی از فرآوری اصطکاکی اغتشاشی به عنوان یک روش حالت جامد با قابلیت بهسازی و اصلاح ریز ساختار استفاده شد [۱,۲]. مسئله ی اصلی در ایمپلنت های پایه منیزیم، خوردگی سریع، رفتار گالوانیکی ناشی از فازهای ثانویه و کاهش یکپارچگی مکانیکی در محیط فیزیولوژیک بدن است که مانع استفاده وسیع از این آلیاژها در کاربردهای بالینی می شود.[۳,۴] برای بررسی نقش تقویت کننده های زیستی در کنترل این چالش ها، سه گروه نمونه شامل AZ۳۱ پردازش شده بدون پودر، AZ۳۱ حاوی هیدروکسی آپاتیت و AZ۳۱ تقویت شده با پودر استخوان، تحت شرایط فرآیندی یکسان تولید شدند تا امکان مقایسه مستقیم فراهم شود. انتخاب هیدروکسی آپاتیت و پودر استخوان به دلیل شباهت شیمیایی به بافت استخوان، توان بالقوه آن ها در تحریک استخوان سازی و نقش گزارش شده شان در کاهش سرعت تخریب و بهبود پاسخ زیستی انجام شد. روند انجام مطالعه شامل آماده سازی نمونه ها، اجرای فرآوری اصطکاکی اغتشاشی با مسیر ثابت، استخراج مقاطع، آماده سازی متالوگرافی و اچ و بررسی اولیه ریز ساختاری با میکروسکوپ نوری بود و در ادامه آزمون های سختی سنجی، میکروسکوپ الکترونی روبشی، آنالیز شیمیایی عنصری بر مبنای اشعه ایکس، ارزیابی خوردگی و بررسی های زیستی برای تکمیل تحلیل در نظر گرفته شده اند. نتایج اولیه میکروسکوپ نوری نشان داد که هر سه گروه نمونه دچار پالایش دانه و تغییر شکل شدید در ناحیه هم زده شده اند و در نمونه های حاوی پودر، حضور و اختلاط ذرات تقویت کننده قابل مشاهده است؛ هر چند یکنواختی پخش آن ها نیازمند بررسی دقیق تر با میکروسکوپ الکترونی عبوری می باشد. تفاوت های مشاهده شده در پهنای ناحیه هم زده و الگوی درهم رفتگی ساختاری بین نمونه ها مبنای تحلیل اثر تقویت کننده ها بر خواص مکانیکی و رفتار خوردگی خواهد بود. این نتایج اولیه نشان می دهد که ترکیب فرآوری اصطکاکی اغتشاشی با تقویت کننده های زیستی می تواند رویکردی امیدبخش برای توسعه ایمپلنت های منیزیمی با تخریب کنترل شده و کارایی مکانیکی و زیستی بهبودیافته باشد و ادامه بررسی ها و آزمون ها تصویر کامل تری از عملکرد این سیستم ها ارائه خواهد داد.

کلیدواژه ها:

فرآوری اصطکاکی اغتشاشی ، آلیاژ منیزیم ، AZ۳۱ ، هیدروکسی آپاتیت ، پودر استخوان