پژوهشگران كشور موفق به حل مشكل خوردگي بالاي آلياژ منيزيم در ترميم بافت‌ استخوان شدند

پژوهشگران دانشگاه صنعتي اصفهان، با استفاده از نانوذرات فلوئورآپاتيت توانستند مشکل خوردگي بالاي آلياژهاي منيزيم در کاربردهاي مهندسي بافت استخوان را حل کنند. به گزارش سرويس فناوري ايسنا ، مهندس مهدي رضوي، دانشجوي دوره‌ي دکتري بيومواد دانشکده مهندسي مواد دانشگاه صنعتي اصفهان كه به اين موفقيت دست يافته است، در اين باره گفت: به‌تازگي، مواد بر پايه‌ي منيزيم، به‌خاطر داشتن خواصي نظير استحكام و زيست‌سازگاري مناسب، براي کاربرد به‌عنوان كاشتني‌هاي فلزي زيست‌تخريب‌پذير و ترميم عيوب بافت استخوان، پتانسيل خوبي از خود نشان داده‌اند. البته مشكل آلياژهاي منيزيم سرعت خوردگي فوق‌العاده بالاي آنهاست. وي افزود: طراحي و آماده‌سازي نانوكامپوزيت‌ها بر پايه‌ي آلياژ منيزيم مي‌تواند راهي براي حل اين مسأله باشد. اخيراً توجه ويژه‌اي روي فلوئورآپاتيت (FA=Ca10(PO4)6F2) به‌دليل حلاليت کم و حضور آن در استخوان طبيعي و دندان، همچنين تأثير مثبت يون فلوئوريد در رشد استخوان شده‌ است. از طرفي يون فلوئوريد به‌عنوان عاملي مناسب براي جوانه‌زني آپاتيت شناخته شده‌است. نتايج آزمون‌هاي آزمايشگاهي هم نشان داده‌است كه نانوذرات فلوئورآپاتيت داراي حل شوندگي كم، چسبندگي سلولي مناسب و فعاليت فسفاته خوبي هستند. وي افزود: بنابراين نانوذرات فلوئورآپاتيت، گزينه‌ مناسبي به‌عنوان فاز تقويت کننده براي توليد نانوكامپوزيت‌هاي پايه منيزيم (AZ91-FA) هستند و اين پژوهش به‌دنبال ساخت نانوکامپوزيت آلياژ منيزيم-فلوئورآپاتيت است. پژوهشگر اين طرح، براي توليد اين نانوكامپوزيت از روش متالورژي پودر استفاده کرده‌ است. براي تهيه‌ي پودر آلياژ منيزيم AZ91، هم از روش آسياب‌كاري مكانيكي تحت اتمسفر آرگون بهره گرفته‌است. وي نانوذرات فلوئورآپاتيت را با آميختن هيدروكسيد كلسيم، پنتوكسيد فسفر و فلوئوريد كلسيم به کمک آسياب پر انرژي توليد کرده‌است. در نهايت هم پودرهاي آلياژ منيزيم و نانوفلوئورآپاتيت را به‌روش آسياب‌كاري با هم آميخته و بعد از انجام فرايند فشار و تف‌جوشي، قرص‌هايي براي انجام آزمون‌هاي بعدي توليد كرده ‌است. بررسي‌ها نشان مي‌دهد که اضافه شدن نانوذرات فلوئورآپاتيت، تأثير چشمگيري روي خواص مكانيكي و رفتار خوردگي زيستي آلياژ منيزيم AZ91 دارد. حضور نانوذرات فلوئورآپاتيت در آلياژ منيزيم AZ91 به‌عنوان تقويت كننده، باعث بهبود در استحکام تسليم فشاري، سختي و مدول الاستيک شده و کاهش در چقرمگي شکست را نيز به‌دنبال دارد. همچنين نانوكامپوزيت آلياژ منيزيم ـ فلوئورآپاتيت در مقايسه با آلياژ منيزيم، مقاومت به خوردگي بهتري را نشان مي‌دهد. رضوي در پايان گفت: اضافه شدن نانوذرات فلوئورآپاتيت به‌عنوان تقويت كننده به آلياژ منيزيم AZ91 تشكيل آپاتيت شبه استخواني را روي سطح بهبود و تسريع بخشيده ‌است؛ در نتيجه حفاظت بهتري را براي زمينه فراهم کرده ‌است. همچنين از تشكيل آپاتيت شبه استخواني روي سطح، بهبود رشد استخوان در بدن در کاربردهاي کلينيکي انتظار مي‌رود جزئيات اين پژوهش -که در قالب پايان‌نامه‌ي کارشناسي ارشد مهدي رضوي با راهنمايي دکتر محمدحسين فتحي استاد دانشکده مواد، و دکتر محمود مرآتيان ، استاد دانشکده مواد دانشگاه صنعتي اصفهان انجام شده‌است- در مجله‌ي MATERIALS CHARACTERIZATION (جلد 61، صفحات 1363 تا 1370، سال 2010) منتشر شده‌است.