ساخت، مشخصه یابی و ارزیابی مقایسه ای پوشش های نانوکامپوزیتی هیدروکسی آپاتیت-تیتانات کلسیم و هیدروکسی آپاتیت-تیتانات باریم برای بهبود زیست سازگاری فولاد زنگ نزن 316 ال

در سال های اخیر برای بهبود خواص زیست سازگاری و زیست فعالی کاشتنی های فلزی، پوششی از مواد سرامیکی روی آن ها اعمال می شود. با وجود زیست سازگاری قابل توجه بیوسرامیک هیدروکسی آپاتیت، کاربرد آن به علت خواص مکانیکی ضعیف محدود شده است. این مشکل می تواند از طریق ساخت کامپوزیت با سایر سرامیک ها مانند انواع تیتانات ها برطرف شود. در این تحقیق ابتدا نانوپودرهای تیتانات کلسیم و تیتانات باریم به روش سل-ژل و سپس پوشش های نانوکامپوزیتی هیدروکسی آپاتیت-تیتانات کلسیم و هیدروکسی آپاتیت-تیتانات باریم به روش غوطه وری (فروبردن) عمیق تهیه و مشخصه یابی شدند. به منظور تهیه هرکدام از پوشش ها، 10، 20 و 30 درصد وزنی از ذرات تیتانات کلسیم به عنوان تقویت کننده در زمینه هیدروکسی آپاتیت مهیا شد تا مناسب ترین ترکیب از لحاظ خواص حاصل شود. تکنیک های پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ های الکترونی روبشی، میکروسکوپ الکترونی عبوری و آنالیز عنصری به کمک طیف سنجی تفکیک انرژی پرتو ایکس برای مطالعه و بررسی مورفولوژی و ساختار نانوپودرها و پوشش ها مورد استفاده قرار گرفتند. به منظور ارزیابی رفتار زیست فعالی، نمونه های پوشش داده شده به مدت 3، 7، 14 و 28 روز در محلول شبیه سازی شده بدن در دمای 37 درجه سانتی گراد قرار داده شدند. سپس آزمون الکتروشیمیایی خوردگی برای ارزیابی رفتار خوردگی نمونه های پوشش دار در مقایسه با نمونه بدون پوشش اولیه به ویژه خوردگی حفره ای انجام شد. آزمون دندانه گذار نانو نیز جهت سنجش خواص مکانیکی پوشش ها انجام شد. نتایج حاکی از تهیه موفقیت آمیز پودرهای تقویت کننده در ابعاد نانو بود و بهترین میزان تقویت کننده استفاده شده در زمینه هیدروکسی آپاتیت 20 درصد وزنی شناخته شد. پوشش ها با ساختاری متراکم، یکنواخت و بدون ترک بودند. ارزیابی زیست¬فعالی نشان داد که پس از غوطه وری نمونه های پوشش داده شده در مدت زمان های مشخص در محلول شبیه سازی شده بدن، آپاتیت بر سطح پوشش ها تشکیل و با افزایش زمان غوطه وری میزان آن افزایش می یابد که اثباتی بر زیست فعالی مطلوب پوشش ها می باشد. آزمون دندانه گذار نانو نیز دلالت بر افزایش خواص مکانیکی پوشش های کامپوزیتی از جمله سختی و ضریب کشسانی در مقایسه با پوشش تک فاز هیدروکسی آپاتیت داشت. نتایج حاصل از آزمون های الکتروشیمیایی خوردگی نشان داد که پوشش ها از طریق ایجاد یک مانع مکانیکی، سبب محافظت از زیرلایه شده و مقاومت به خوردگی آن را افزایش و حساسیت به حفره ای شدن آن را کاهش می دهند. با مقایسه تاثیرات افزودن تیتانات کلسیم و تیتانات باریم بر خواص این پوشش ها، مشاهده شد که در مجموع تیتانات باریم خواص بهتری را حاصل نموده است. دستاوردهای پژوهش حاصل موید آن است که پوشش های کامپوزیتی هیدروکسی آپاتیت-تیتانات کلسیم و هیدروکسی آپاتیت-تیتانات باریم مشخصات امیدبخشی را به عنوان کاندید جهت استفاده برای کاربردهای پزشکی نشان می دهند.