افزایش عمر ایمپلنت‌های استخوانی و دندانی با پوشش‌های نانوساختار

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، ایمپلنت‌های استخوانی و دندانی قطعاتی هستند که برای کمک به یکی از ارگان‌ها، درون بدن قرار داده می‌شوند.

یکی از چالش‌های این قطعات قرار گرفتن همزمان در معرض محیط خورنده، بار مکانیکی و سایش است. این موضوع علت اصلی عمر محدود این قطعات به شمار می‌رود.

برای رفع این چالش محققان دانشگاه تربیت مدرس تلاش کردند با اعمال نانو پوشش‌ها بر روی ایمپلنت‌های استخوانی و دندانی، عمر مفید این قطعات را افزایش دهند.

فرید موثق آلانق محقق طرح سایش و خوردگی را از عوامل عمده کاهش عمر ایمپلنت‎های ارتوپدی دانست و گفت: تغییر خواص ایمپلنت‎‌ها ناشی از این عوامل مخرب در طولانی مدت سبب می‎شود تا به منظور حفظ سلامتی شخص، جایگزینی برای آن‌ها معرفی شود.

وی افزایش هزینه‎های درمان و اعمال جراحی سخت را از پیامدهای کاهش عمر ایمپلنت‌ها عنوان کرد و یادآور شد: از این رو امروزه افزایش عمر ایمپلنت‎های ارتوپدی از جایگاه ویژه‎ای در صنعت پزشکی روز دنیا برخوردار است و بر این اساس در طرح حاضر تلاش شده با اعمال یک نانوپوشش عمر این ایمپلنت‌ها بهبود بخشیم.

موثق با بیان اینکه در این طرح از روش رسوب‌دهی شیمیایی فاز بخار به کمک پلاسما برای پوشش دهی ایمپلنت‌ها استفاده شد، ادامه داد: پوشش اعمال شده یک لایه سه‌جزئی متشکل از اتم‌های تیتانیم، سیلیسیم و نیتروژن (TiSiN) است.

به گفته مجری طرح این پوشش علاوه بر اینکه خواص ضد سایش و ضدخوردگی بهتری را نسبت به پوشش‌های مشابه نشان می‌دهد، چسبندگی بالاتری نیز به زیرلایه اعمال می‌کند.

موثق آلانق با اشاره به مراحل اجرای این طرح گفت: برای این منظور ابتدا پوشش سرامیکی TiSiN به روش رسوب شیمیایی بخار پلاسمایی پالسی بر روی سطح زیرلایه آلیاژ پزشکی از جنس Ti- ۶Al- ۴V قرار داده در ادامه پوشش اعمال شده به کمک روش‌ها و تجهیزاتی همچون میکروسکوپ الکترونی عبوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی تفنگ میدانی مشخصه یابی شد.

وی با بیان اینکه در نهایت خواص سایشی و خوردگی قطعات پوشش داده شده مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفت، ادامه داد: بر اساس نتایج به دست آمده، پوشش TiSiN حاوی ۱۷. ۲ درصد وزنی Si نرخ سایشی تا ۱۰ برابر کمتر از زیر لایه خام از جنس آلیاژ پزشکی Ti- ۶Al- ۴V و همچنین تا ۳ برابر کمتر از پوشش رایج TiN دارد.

وی افزایش مقاومت به خوردگی به میزان ۷۷ درصد را از دیگر دستاوردهای این تحقیق نام برد.

این تحقیقات از سوی فرید موثق آلانق دانش‌آموخته مقطع کارشناسی ارشد دانشگاه تربیت مدرس، دکتر امیر عبدالله زاده و دکتر محمود علی‌اف خضرایی از اعضای هیأت علمی دانشگاه تربیت مدرس و محمد عابدی دانشجوی مقطع دکترای این دانشگاه اجرایی و نتایج آن در مجله Wear با ضریب تأثیر ۲. ۵۳۱ منتشر شده است.