توليد كامپوزيت زيست سازگار پلي پروپيلن-هيدروكسيآپاتيت و بررسي اثر آنيل كردن بر خواص مكانيكي آن به منظور استفاده در كاربردهاي ارتوپدي

موسي يونسي1،حميدرضا فولادفر1، محمد ابراهيم بحرالعلوم2
كارشناسي ارشد، دانشگاه آزاد اسلامي واحد شهر مجلسي
استاد، دانشگاه شيراز
Hamid_ff@yahoo.com

چكيده
كامپوزيتهاي پلي پروپيلن-هيدروكسي آپاتيت با مقادير متفاوت پودر سراميكي هيدروكسي آپاتيت بهروش پرس گرم توليد شد. هيدروكسي آپاتيت مورد استفاده در اين كامپوزيت ها شيميايي نبوده و از مواد بيولوژيكي بهمنظور ايجاد زيست سازگاري بيشتر تهيه شده است. از اين كامپوزيتها نمونههاي استاندارد آزمايش هاي مكانيكي كشش، ضربه و خمش ساخته شد. نتايج آزمايشات مكانيكي انجام شده بروي اين نمونهها نشان ميدهد كه با افزايش درصد وزني هيدروكسي آپاتيت، استحكام كششي كامپوزيت به طور ملايم از MPa38 تا MPa24 و استحكام ضربهاي كامپوزيت بهطور شديد از j5/30 تا j5/2 كاهش يافته است. مدول يانگ ماده توليدي با افزايش درصد وزني جزء استحكام دهنده بهطور خطي افزايش نشان ميدهد.
پس از آنيل كردن كامپوزيت ها در دماي C°130 بهمدت 30 دقيقه مقدار و نحوه تغيير خواص مكانيكي كامپوزيتها تغييرات قابل ملاحظه اي را نشان ميدهد، به نحوي كه مقاومت به ضربه كامپوزيتها كاهش ملايمي را نشان ميدهد و لي استحكام كششي و خمشي كامپوزيتها بعد از آنيل افزايش مييابد. همچنين شيب كاهش استحكام كششي و خمشي در كامپوزيتها با افزايش درصد هيدروكسي آپاتيت، كاهش قابل ملاحظهاي مييابد. مدول يانگ و خمشي كامپوزيتها نيز افزايش مناسبي نشان ميدهد. تصاوير سطح شكست نمونههاي آزمايش كشش و ضربه كه بوسيله ميكروسكوپ الكتروني روبشي گرفته شده است تأثير آنيل كردن كامپوزيت ها را بر مورفولوژي سطح شكست نمونه ها نشان مي دهد.

واژههاي كليدي:
كامپوزيت، آنيل كردن، پلي پروپيلن، هيدروكسي آپاتيت.

1- مقدمه
كامپوزيتهاي پليمري بهطور همگام با فلزات ميتوانند براي ساخت كاشتنيهاي مورد استفاده در ارتوپدي مورد استفاده قرار گيرند[1]. بعضي از كاربردهاي اين كامپوزيتها در جراحيهاي ارتوپدي ساخت مفاصل مصنوعي، صفحات ثابت كننده شكستگيهاي استخوان و يا پروتزهاي مورد استفاده در زانو ميباشد[2]. پـلي پـروپيلن(PP) يـك پليمـر خنثـي در محيط بدن

شكل(1): نمودار پراش پرتو ايكس از پودر خاكستر استخوان گاو كه در دماي ºC900 عمليات حرارتي شده است.

بوده كه داراي مقاومت به خستگي و خزش خوبي نسبت به ساير پليمرها ميباشد[3].اما مدول الاستيسيته پايين و تغيير فرم پلاستيك بالاي آن تحت تنش كاربرد آن را در موارد زيادي محدود كردهاست. براي بهبود خواص مكانيكي پلي پروپيلن ميتوان آن را بهصورت كامپوزيتي با ذرات استحكام دهنده سراميكي مورد استفاده قرار داد. انواع متفاوتي از مواد غيرآلي (سراميكي) بهعنوان جزء استحكام دهنده مي توان به پليپروپيلن اضافه گردد. اگر هدف از اضافه كردن ذرات استحكام دهنده به پلي پروپيلن توليد كامپوزيتي با خواص مناسب براي استفاده در كاربردهاي ارتوپدي باشد، بهترين ماده به عنوان جزء استحكام دهنده هيدروكسي آپاتيت (HA) ميباشد.در سال 1981 پروفسور بانفيلد(Bonfield) وگروه تحقيقاتي او موفق به توليد كامپوزيت پلياتيلن و هيدروكسي آپاتيت براي استفاده در كاربردهاي ارتوپدي شدند كه اين كامپوزيت را HAPEX نامگذاري كردند. بعد از آن كامپوزيت پلياتيلن و هيدروكسي آپاتيت بهعنوان مادهاي با خواص مناسب براي جايگزيني به جاي استخوان مورد آزمايش و بررسيهاي فراوان ميباشد[4]. بونر (Bonner) و همكارانش بعضي از خواص مكانيكي كامپوزيت زيستسازگار پليپروپيلن با جزء استحكام دهنده هيدروكسي آپاتيت سنتزي را

0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0
20
40
60
HA content (Wt.%)
Ultimate tensile strength (MPa)
Non_Annealed
Annealed

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0



قیمت: تومان


دیدگاهتان را بنویسید