پژوهشگران دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد با بهره گیری از روش مکانوشیمیایی موفق به تولید نانوکامپوزیتی به عنوان پوشش های سطحی بر روی پروتزهای ارتوپدیک و کاشتنی های دندانی شدند که از پایداری شیمیایی بالاتر و سرعت انحلال کمتری در محیط های زیستی برخودار است.
مهندس بهمن نصیری تبریزی کارشناس ارشد مهندسی مواد و مدرس و پژوهشگر دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد در این باره اظهار داشت: در میان محدوده وسیعی از مواد پیشرفته، بیوسرامیک ها و کامپوزیت های بر پایه آن به دلیل ارائه خواص مطلوب زیستی و عدم بروز اثرات نامطلوب در محیط فیزیولوژیک بدن، به عنوان بهترین مواد جایگزین در کاربردهای استخوانی شناخته شده اند. در این میان، هیدروکسی آپاتیت به عنوان فاز اصلی معدنی استخوان در بسیاری از کاربردهای زیستی-پزشکی مورد توجه است.
وی افزود: درسال های اخیر پژوهش های زیادی به منظور بهبود مشخصات عملکردی هیدروکسی آپاتیت صورت گرفته است. در این میان فلوئور هیدروکسی آپاتیت و فلوئور آپاتیت که در این ساختارها یون های فلوئور جایگزین یون های هیدروکسیل در ساختار آپاتیت شده اند، به دلیل بهبود خواص هیدروکسی آپاتیت بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. در حقیقت این جایگزینی منجر به افزایش پایداری شیمیایی، کاهش سرعت انحلال در محیط های زیستی و افزایش تکثیر سلول های استخوانی می شود.
این محقق خاطرنشان کرد: در کاربردهای زیستی- پزشکی می توان از این مواد به عنوان پوشش های سطحی بر روی پروتزهای ارتوپدیک و کاشتنی های دندانی استفاده کرد. از سوی دیگر بهره مندی از تقویت کنندهای سرامیکی مانند آلومینا، تیتانیا و زیرکونیا نیز می تواند در تقویت خواص مکانیکی بیوسرامیک های بر پایه آپاتیت بسیار موثر باشد.
به گفته مهندس نصیری در مجموع توانایی های بالقوه محصول در کاربردهایی نظیر ارتوپدی، دندانی، رسانش دارو، کروماتوگرافی و.باید بررسی شود.
این پژوهشگر دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد با اشاره به اهداف این تحقیقات گفت: هدف اصلی در پژوهش حاضر سنتز و مشخصه یابی نانوپودر کامپوزیتی فلوئورآپاتیت-زیرکونیا به روش مکانوشیمیایی بود. بدین منظور با استفاده از مواد اولیه بر پایه کلسیم و فسفر و بهره مندی از دستگاه آسیاب گلوله ای سیاره ای نانو پودر کامپوزیتی فوق تولید شد. در مرحله مشخصه یابی نیز با استفاده از امکانات آزمایشگاهی ویژگی های نانوساختاری محصول بررسی شد.
وی با بیان این که مراحل اصلی در پژوهش حاضر شامل دو بخش تولید و مشخه یابی است خاطرنشان کرد: در مرحله تولید با استفاده از مواد بر پایه کلسیم و فسفر و برقراری نسبت های مولی مناسب مخلوط اولیه تهیه شد. پس از آن مخلوط حاصله با استفاده از دستگاه آسیاب گلوله ای سیاره ای در محدوده زمانی پنج تا ۳۰۰ دقیقه فعال سازی شد. بدین منظور از محفظه های پلیمری و گلوله های زیرکونیایی استفاده شد. نتایج پژوهش های قبلی نشان می دهد که بهره مندی از محیط آسیاب کاری مذکور منجر به بهبود مشخصات ساختاری و ظاهری نانوساختارهای بیوسرامیکی حاصله از فرآیندهای مکانوشیمیایی می شود.
مهندس نصیری گفت: فرآیند مکانوشیمیایی در دمای اتاق، بدون استفاده از هرگونه عامل کنترل کننده واکنش (PCA) و در اتمسفر هوا انجام شد. پس از فعالسازی و تولید محصول پودری به منظور ارزیابی پایداری و بازیابی بلورینگی حرارتی، آنیلینگ در دماهای ۶۰۰ و ۹۰۰ درجه سانتیگراد انجام شد. در مجموع سادگی روش و قابلیت تولید مجدد از مزیت های برجسته فرآیند ارایه شده است که تولید انبوه این ماده کامپوزیتی نوین را امکان پذیر می کند.
این پژوهش توسط ˈبهمن نصیری تبریزیˈ و ˈعباس فهامیˈ کارشناس ارشد مهندسی مواد و پژوهشگر دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد انجام شده است و نتایج آن در مجله Ceramics International منتشرشده است.
