ساخت و مشخصه یابی بیو کامپوزیت های آلومینا/منیزیم فلوئور آپاتیت حجیم

هیدروکسی آپاتیت یک ساختار کریستالی شبیه به استخوان دارد و زیست فعال است. هیدروکسی آپاتیت، یک کلسیم فسفات بر پایه ی بیوسرامیک است که در پزشکی و دندان پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از هیدروکسی آپاتیت خواص زیستی مطلوبی را فراهم می آورد ولی چقرمگی شکست پائین و خواص مکانیکی ضعیف آن، استفاده از آن را برای کاربرد های ارتوپدی و به خصوص کاشتنی های تحت بار محدود کرده است. برای یک کاربرد موفق از هیدروکسی آپاتیت و بالا بردن ثبات آن در محلول فیزیولوژی بدن، می بایست خواص مکانیکی آن را تقویت نمود. هدف از این پژوهش، ساخت، مشخصه یابی، ارزیابی خواص مکانیکی، بررسی رفتار چگالش در حین تف جوشی و بررسی رفتار زیست فعالی بیو سرامیک های کامپوزیتی منیزیم فلوئور آپاتیت-آلومینا بود. بدین منظور، نانوپودر منیزیم فلوئور آپاتیت به روش آسیا کاری مکانیکی سنتز شد. سپس با اضافه نمودن نانوپودر آلومینا، نانوپودر های کامپوزیتی منیزیم فلوئور آپاتیت با 0، 10، 25 و 50 درصد آلومینا تهیه گردید. به منظور مشخصه یابی پودر های کامپوزیتی از تکنیک های پراش پرتو ایکس ومیکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد و نمونه ی حجیم از کامپوزیت های منیزیم فلوئور آپاتیت با 0، 10، 25 و 50 درصد آلومینا، تحت فشار 300 مگاپاسکال تهیه گردید. با استفاده از روش تاگوچی، نمونه ها تحت تف جوشی دو مرحله ای قرار گرفت و رفتار چگالش آن ها بررسی شد. خواص مکانیکی نمونه های کامپوزیتی همچون سختی و چقرمگی شکست توسط دستگاه سختی سنجی، اندازه گیری شد. به منظور ارزیابی رفتار زیست فعالی نمونه های کامپوزیتی، از محلول شبیه سازی شده بدن در زمان های غوطه وری متفاوت استفاده گردید. علاوه بر آن، برای نمونه های حجیم از تکنیک های پراش پرتو ایکس، طیف سنجی فرو سرخ فوریه، میکروسکوپ الکترونی روبشی و آزمون اسپکتروسکوپی نشری پلاسمای جفت شده ی القایی استفاده شد. شرایط بهینه توسط آنالیز واریانس بر روی نتایج چگالی به دست آمد. در شرایط بهینه بالاترین خواص مکانیکی برای کامپوزیت منیزیم فلوئور آپاتیت با 50 درصد آلومینا به دست آمد. سختی و تافنس شکست آن به ترتیب برابر با gpa5/3±09/22 و mpa.m1/2 5/1±82/5 می باشد. تشکیل آپاتیت بر روی سطح تمامی کامپوزیت ها بعد از غوطه وری در محلول شبیه سازی شده بدن مشاهده گردید. در تمامی کامپوزیت ها، منیزیم فلوئور آپاتیت تحت فرایند تف جوشی دومرحله ای به کار گرفته شده به ?-تری کلسیم فسفات تبدیل شد. در 1300 درجه سانتی گراد، کامپوزیت منیزیم فلوئور آپاتیت با 50 درصد آلومینا به ?-تری کلسیم فسفات و آلومینات کلسیم تبدیل می شود و تمامی پیک های منیزیم فلوئور آپاتیت ناپدید می گردد. در کامپوزیت با 10 درصد آلومینا، تسریع در رشد آپاتیت پس از 21 روز غوطه وری در محلول شبیه سازی شده بدن، مشاهده گردید.