تولید و مشخصه یابی نانوکامپوزیت آلیاژ منیزیم- فلوئورآپاتیت زیست تخریب پذیر

به تازگی آلیاژهای پایه منیزیم، برای ترمیم و بازسازی عیوب استخوانی مورد توجه قرار گرفته است. از آن جا که خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی این آلیاژها پایین است، نیاز به بهبود این ویژگی ها به خصوص در کاربرد های تحت بار احساس می شد. طراحی و ساخت نانوکامپوزیت های پایه منیزیم می توانست یکی از راه ها برای حل این مشکل باشد. هدف از این تحقیق، تولید، مشخصه یابی نانوکامپوزیت آلیاژ منیزیم-فلوئورآپاتیت (az91-fa)، ارزیابی تاثیر میزان نانوذرات فلوئورآپاتیت به عنوان تقویت کننده بر روی ریز ساختار، خواص مکانیکی، خوردگی زیستی و زیست فعالی نانوکامپوزیت های آلیاژ منیزیم-فلوئورآپاتیت و تعیین میزان نانوذرات بهینه برای حصول تلفیق مطلوبی از خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی بود. نانوکامپوزیت های با 10، 20 و 30 درصد وزنی از نانوذرات فلوئورآپاتیت با روش متالورژی پودر تولید شدند. ریز ساختار، خواص مکانیکی، خوردگی زیستی و زیست فعالی نانوکامپوزیت های آلیاژ منیزیم-فلوئورآپاتیت در مقایسه با آلیاژ منیزیم az91 به عنوان نمونه شاهد بررسی شد. نتایج نشان داد که اضافه شدن نانوذرات فلوئورآپاتیت تأثیر چشمگیری روی خواص مکانیکی و رفتار خوردگی زیستی آلیاژ منیزیم az91 دارد. حضور نانوذرات فلوئورآپاتیت در آلیاژ منیزیم az91 باعث بهبود سختی و ضریب کشسانی شد. نانوکامپوزیت آلیاژ منیزیم-فلوئورآپاتیت با 20 درصد وزنی از نانوذرات فلوئورآپاتیت بالاترین استحکام تسلیم فشاری را نشان داد و همچنین با افزایش میزان نانوذرات فلوئورآپاتیت در نانوکامپوزیت های آلیاژ منیزیم-فلوئورآپاتیت، انعطاف پذیری کاهش یافت. نانوکامپوزیت های آلیاژ منیزیم-فلوئورآپاتیت در مقایسه با آلیاژ منیزیم az91 مقاومت به خوردگی بهتری را نشان داد و مقاومت به خوردگی نانوکامپوزیت های آلیاژ منیزیم-فلوئورآپاتیت با افزایش میزان نانوذرات فلوئورآپاتیت، افزایش یافت. اگر چه افزایش میزان نانوذرات فلوئورآپاتیت باعث بهبود مقاومت به خوردگی نمونه ها شد اما کاهش خواص مکانیکی را نیز به دنبال داشت. نتایج حاصل از آزمون ها جهت تعیین مقدار بهینه نانوذرات برای کسب تلفیقی از خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی بهینه نشان داد که نانوکامپوزیتی با 20 درصد وزنی نانوذرات فلوئورآپاتیت، انتخاب بهینه است. همچنین اضافه شدن نانوذرات فلوئورآپاتیت به آلیاژ منیزیم az91، تشکیل فسفات منیزیم کلسیم و کربنات کلسیم را روی سطح بهبود داده و تسریع می بخشد و در نتیجه حفاظت بهتری را برای آلیاژ منیزیم az91 زمینه فراهم می کند. از سوی دیگر، از تشکیل فسفات منیزیم کلسیم روی سطح، بهبود رشد استخوان در بدن در کاربردهای کلینیکی انتظار می رود.