ساخت و مشخصه یابی بالک نانوکامپوزیت هیدروکسی آپاتیت– تیتانیا به روش تف جوشی دو مرحله ای

هیدروکسی آپاتیت (ca10(po4)6oh2) به دلیل ساختار بیولوژیکی و شیمیایی نزدیک به فازهای معدنی استخوان و دندان، به طور گسترده به شکل بالک چگال یا متخلخل در فضای خالی استخوان ها مورد استفاده قرار میگیرد. خصوصیات ذاتی هیدروکسی آپاتیت(hydroxyapatite (ha)) که شامل استحکام پایین و تردی بالا می باشد، به بی ثباتی کاشتنی در محیط فیزیولوژیکی بدن منتهی می گردد. یک راه حل موثر برای غلبه بر این محدودیت های ha، کامپوزیت سازی با استفاده از سرامیک زیست فعال ha به عنوان زمینه و یک پر کننده زیست سازگار می باشد. اضافه کردن ذرات تیتانیا به ha در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. وجود خواص بهتر نانومتری نسبت به مواد میکرونی، متخصصان بیو مواد را ترغیب نمود تا در ساخت مواد زیستی-پزشکی ازاین ویژگی استفاده نمایند. به طور کلی سرامیک های نانو ساختار عملکرد سلول های استخوان سازرا افزایش می دهد. در این تحقیق روش نوین تف جوشی دو مرحله ای(two step sintering) به منظور جلوگیری از رشد بی رویه دانه ها در نانو کامپوزیت ha-15wt.%tio2 در مرحله پایانی تف جوشی به کار گرفته شد.تف جوشی دو مرحله ای قادر به رفع محدودیت های روش های تف جوشی سنتی، پلاسمایی جرقه ای و فشار گرم مخصوصاً در مورد کامپوزیت های زمینه هیدروکسی آپاتیت می باشد. این روش شامل حرارت دادن تا دمای بالا(t1) سرد کردن سریع تا دمای پائین تر(t2) و نگهداری در این دما به مدت زمان معین و به دنبال آن سرد کردن تا دمای اتاق می باشد، نیاز به تجهیزات بالائی نداشته و می تواند صرفه اقتصادی بالائی رادر این روش در بر داشته باشد. نتایج این تحقیق نشان داد برای بدست آوردن بالک نانو ساختار کامپوزیتی ha-15wt.%tio2با چگالی بالا ( 5/0±97درصد چگالی تئوری) و اندازه متوسط دانه ها در ابعاد نانو ( 3±70 نانو متر)، دمای اولیه c°1150، دمای ثانویه c°1050 و مدت زمان باقی ماندن در مرحله دوم 25 ساعت می باشد.از روش های پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی عبوری(tem)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، طیف سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه(ftir) برای ارزیابی خواص پودر و بالک چگال تهیه شده تحت سیکل بهینه مورد استفاده قرار گرفت. روند تغییر استحکام خمشی، سختی و استحکام فشاری بالک های تهیه شده تحت سیکل های متفاوت مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد تجزیه فازی هیدروکسی آپاتیت وتغییر چگالی، بیشترین تاثیر را بر روی خواص مکانیکی دارند. خواص زیست فعالی بالک چگال تهیه شده با غوطه وری در محلول شبیه سازی شده بدن به مدت چهار هفته، بررسی شد. میزان سمیت و چسبندگی سلولی برای بالک تهیه شده از طریق سیکل بهینه تف جوشی دومرحله ای، مورد بررسی قرار گرفت. مشخص شد بالک تولید شده توسط سیکل بهینه تف جوشی دو مرحله ای، فاقد فاز مخرب آلفا تری کلسیم فسفات(?-tcp) می باشد.