ایجاد پوشش های نانوکامپوزیت هیدراکسی آپاتیت/تیتانیا با تخلخل کنترل شده به روش رسوب نشانی الکتروفورتیک

هیدراکسی آپاتیت (ha) به علت تشابه زیاد به فاز معدنی استخوان، دارای زیست¬سازگاری بالایی است. ولی ha خواص مکانیکی ضعیفی دارد بنابراین اغلب از پوشش¬های آن روی کاشتنی¬های فلزی استفاده می¬شود. تثبیت بیولوژیکی کاشتنی در بدن از طریق رشد استخوان به داخل تخلخل¬های پوشش آن رخ می¬دهد. بنابراین پارامتر تخلخل بسیار مهم است. استحکام ماده با افزایش تخلخل آن کاهش می¬یابد. در نتیجه افزودن فاز دوم تقویت کننده با زیست سازگاری بالا نظیر تیتانیا بسیار مفید است. رسوب¬نشانی الکتروفورتیک (epd) برای ایجاد پوشش¬های ha متخلخل بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق برای اولین بار epd پوشش¬های ha-تیتانیا با تخلخل کنترل شده با استفاده از ذرات کربن بلک (cb) به عنوان عامل تخلخل¬زا انجام شد. سوسپانسیون¬ها با استفاده از ایزوپروپانول و تری اتانول آمین (tea) به ترتیب به عنوان حلال و عامل پخش کننده تهیه شدند. به منظور تعیین غظت بهینه tea در سوسپانسیون¬های دوجزئی، epd از سوسپانسیون¬های تک جزئی حاوی تیتانیا و ha (g/l20) در 60 و v200 انجام شد. غلظت بهینه tea برای سوسپانسیون g/l20 تیتانیا و ha در ایزوپروپانول به ترتیب 33/0 و ml/l4 بدست آمد. tea در ایزوپروپانول به صورت فیزیکی جذب تیتانیا شد در حالیکه جذب آن روی ha از طریق پیوند هیدروژنی با گروه¬های p-oh سطحی ha صورت گرفت. سینتیک درجای ایجاد رسوب در طول epd با دقت mg1/0 ثبت شد. مشاهده شد که پس از قطع ولتاژ در نتیجه¬ی ایجاد اختلاف پتانسیل الکتروشیمیایی در فصل مشترک بین رسوب و سوسپانسیون نیرویی به ذرات واقع در فصل مشترک وارد می¬شود که در صورت داشتن قدرت کافی می¬تواند منجر به کنده شدن آنها شود. ثابت شد که کنده شدن ذرات حین epd نیز رخ می¬دهد و بر این اساس برای اولین بار بیان و درک جدیدی برای ضریب الحاق ذرات (فاکتور f) ارائه شد. مشاهده شد که پوشش نانوکامپوزیتی ha-tio2 ایجاد شده از سوسپانسیون حاوی 20% وزنی تیتانیا (غلظت بهینه تیتانیا) و سینتر شده در دمای ?c700 دارای ساختار بدون ترک است. پوشش¬های نانوکامپوزیتی ha-tio2 با تخلخل کنترل شده نیز پس از عملیات حرارتی پوشش¬های ایجاد شده از سوسپانسیون¬های حاوی g/l20 نانوذرات (تیتانیا: 20 درصد وزنی و ha: 80 درصد وزنی)، غلظت بهینه tea (ml/l27/3) و غلظت¬های مختلف cb (5، 10 و g/l20) در دمای ?c700 بدست آمدند. میزان تخلخل پوشش¬های رسوب داده شده از سوسپانسیون¬های حاوی 0، 5، 10 و g/l20 ذرات cb به ترتیب برابر 11، 24، 35 و 46 درصد بود.