افزایش عمر مفید استخوان های مصنوعی با نانو پوشش تیتانیا

به گزارش ICTPRESS، قادر فرجی، محقق این طرح، با بیان اینکه فولاد ضد زنگ ۳۰۴، در اثر لایه‌ غیر فعال سطحی، از مقاومت خوردگی بسیار خوبی برخوردار است، گفت: با این حال، فولاد ضد زنگ ۳۰۴ زمانی که در معرض برخی مایعات خورنده قرار می ‌گیرد، در حضور یون‌ های هالید، دچار خوردگی‌های موضعی می شود.
وی با اشاره به اینکه سختی و مقاومت سایشی سطحی پایین، در بسیاری از موارد باعث محدودیت استفاده از یون ها می ‌شود، خاطرنشان کرد:در این طرح، با استفاده از پوشش نازکی از جنس نانولوله‌های دی اکسید تیتانیوم (TiO۲)، تلاش شده تا سطح فولاد ضدزنگ ۳۰۴ اصلاح شود که این کار با هدف کاهش ضریب اصطکاک و افزایش خواص مکانیکی این ماده‌ی در حوزه‌ پزشکی صورت گرفته است.
فرجی در خصوص مزایا این طرح عنوان کرد: طبق نتایج حاصل شده می‌توان گفت که عمر استخوان (استخوان مصنوعی) با استفاده از این پوشش به طور قابل توجهی افزایش می یابد و افزایش استحکام، سختی و مقاومت سایشی باعث بهبود عملکرد و افزایش عمر مفید استخوان‌های مصنوعی و در نتیجه کاهش هزینه در طول زمان می شود.
وی گفت: استفاده از این پوشش در ساخت ابزارهای مختلف پزشکی و خصوصاً ساخت ایمپلنت‌ها و استخوان‌های مصنوعی مورد توجه قرار می گیرد.
فرجی یادآورشد: برای دستیابی به این اهداف، ابتدا تیتانیوم خالص روی فولاد ضد زنگ ۳۰۴ با روش رسوب بخار فیزیکی( PVDMS) پوشش داده شد و سپس نانو لوله‌ های دی اکسید تیتانیوم با روش آندایزینگ در محلول الکترولیت فلورید آمونیم بر سطح تیتانیوم ایجاد شد و پوشش تیتانیم آنالیز شده در دماهای مختلف، در اتمسفر گاز نیتروژن تحت عملیات حرارتی قرار گرفت که در این مرحله، لایه نازک نانولوله‌ها روی فولاد ضد زنگ ۳۰۴ شکل گرفت.
وی در ادامه گفت: برای مشخصه ‌یابی از تجهیزات مختلفی شامل دستگاه آزمایش نفوذ در مقیاس نانو (nanoindentation) و دستگاه آزمون خراش (scratch) استفاده شده است. همچنین برای مشاهده‌ نانو لوله‌ها از میکروسکوپ الکترونی عبوری و روبشی استفاده شده است.
بر اساس اعلام ستاد نانو، محقق دانشگاه تهران با همکاری پژوهشگران دانشگاه یو ام مالزی این تحقیق را انجام دادند و نتایج حاکی از این است که پس از ایجاد پوشش نانو لوله دی اکسید تیتانیوم در سطح فولاد ضد زنگ ۳۰۴، سختی سطحی و مدول الاستیسیته به میزان چشمگیری افزایش یافته و از طرفی ضریب اصطکاک سطح کاهش و عمر بستر افزایش یافته است.
همچنین این کار پژوهشی با همکاری دکتر قادر فرجی، عضو هیأت علمی دانشگاه تهران، دکتر عرفان ذال نژاد و دکتر شمشیربند، اعضای هیأت علمی دانشگاه یو ام مالزی، و دکتر عبدالمجید حمودا، عضو هیأت علمی دانشگاه قطر، صورت گرفته و نتایج آن در مجله Ceramics International (جلد ۴۱، شماره ۲، سال ۲۰۱۵، صفحات ۲۷۸۵ تا ۲۷۹۳) منتشر شده است.