ساخت و مشخصه یابی تیتانات کلسیم بالک نانو ساختار برای کاربردهای پزشکی

تیتانات کلسیم catio3 به دلیل دارا بودن خاصیت پیزو الکتریک و نیز خواص مکانیکی مطلوب، به عنوان بیوسرامیکی جدید برای کاربردهای ارتوپدی معرفی شده است. تیتانات کلسیم بیوسرامیکی است که در پیوستگی کاشتنی های استخوانی در جایگزینی کامل استخوان ران نقش موثری ایفا کرده است. وجود خواص بهتر مواد نانومتری نسبت به مواد میکرونی، متخصصان بیومواد را ترغیب نمود تا در ساخت مواد زیستی پزشکی از این ویژگی استفاده نمایند. به طور کلی سرامیک های نانوساختار عملکرد سلول های استخوان ساز را افزایش می دهد. هدف از اجرای این پژوهش تهیه پودر تیتانات کلسیم به دو روش سل- ژل و آلیاژسازی مکانیکی و سپس ساخت و مشخصه یابی تیتانات کلسیم بالک نانوساختار به منظور استفاده در کاربردهای پزشکی می باشد. در این پژوهش روش نوین تف جوشی دو مرحله ای به منظور جلوگیری از رشد بی رویه دانه ها در تیتانات کلسیم بالک نانوساختار در مرحله پایانی تف جوشی به کار گرفته شد. این روش شامل حرارت دادن تا دمای بالا(t1)، سریع سرد کردن تا دمای پایین تر(t2) و نگه داری در این دما به مدت زمان معین و به دنبال آن سرد کردن تا دمای اتاق می باشد. به منظور مطالعه و ارزیابی ساختار پودر و بالک تهیه شده تیتانات کلسیم از تکنیک های پراش پرتو ایکس(xrd)، میکروسکوپ الکترونی عبوری(tem)، میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem) به همراه سیستم آنالیز تفکیک انرژی پرتوی ایکس((eds ، استفاده شد. روند تغییرات استحکام فشاری، سختی و چقرمگی شکست بالک های تهیه شده تحت سیکل های مختلف تف جوشی دومرحله ای مورد ارزیابی قرار گرفت. خواص زیست فعالی بالک تیتانات کلسیم تهیه شده تحت سیکل بهینه تف جوشی با غوطه وری در محلول شبیه سازی شده بدن بررسی شد. میزان سمیت و چسبندگی سلولی برای بالک تهیه شده از طریق سیکل بهینه تف جوشی دومرحله ای، مورد بررسی قرار گرفت . نتایج این تحقیق نشان داد برای به دست آوردن بالک نانو ساختار تیتانات کلسیم با چگالی (5/0±96 درصد چگالی تئوری) و اندازه دانه در ابعاد نانو(1±5 نانومتر)، دمای اولیه 1250 درجه سانتیگراد، دمای ثانویه 1150 درجه سانتیگراد و مدت زمان باقی ماندن در مرحله دوم 10 ساعت می باشد.. مشخص شد بالک تولید شده توسط سیکل بهینه تف جوشی دو مرحله ای دارای خواص زیست فعالی و زیست سازگاری مطلوب می باشد.