بررسی رفتار خوردگی و زیست سازگاری آلیاژ تیتانیوم پوشش دهی شده با نانولایه کاربید تانتالوم برای کاربردهای ارتوپدی

در این تحقیق، نانولایه کاربید تانتالوم با ضخامت ۵۰۰ نانومتر بر روی سطح آلیاژ Ti-۶Al-۴V با روش رسوب دهی فیزیکی از فاز بخار با پرتو الکترونی به منظور اصلاح سطح زیرلایه، پوشش داده شد. با ارزیابی سختی سطح نمونه­ها، سختی سطح نمونه اصلاح شده با پوشش کاربید تانتالوم (Ti-۶Al-۴V/Ta۲C) نسبت به نمونه بدون پوشش (Ti-۶Al-۴V) به عنوان شاهد از HV۳۴۶ به HV۶۴۰ افزایش یافت. هم­چنین با انجام آزمون خوردگی در محلول فیزیولوژیکی هنکس مشاهده گردید که چگالی جریان خوردگی در نمونه­ها در مقایسه با نمونه شاهد از  ۲ به  ۵/۱ کاهش می­یابد که بیانگر بهبود مقاومت به خوردگی نمونه اصلاح شده می­باشد. پس از آزمون خوردگی با بررسی میزان رهایش یون­های V، Al و Ti، غلظت عناصر آزاد شده پس از پوشش دهی به بیش از نصف میزان آنها در قبل از پوشش­دهی کاهش می­یابد. هم­چنین افزایش رشد و تکثیر سلول­های  MG-۶۷(استئوبلاست) و چسبیدن و پهن شدن آنها بر روی سطح نمونه­های پوشش­دهی شده نسبت به نمونه شاهد توسط آزمون­های برون تنی و سمیت سلولی مشاهده گردید. نهایتا، آزمون­های پراش پرتو ایکس، بررسی­های میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز عنصری به ترتیب برای شناسایی فازها، بررسی مورفولوژی و تعیین در صد عناصر نمونه­ها انجام گرفت. بنابراین نتایج این مطالعه نشان داد که آلیاژ Ti-۶Al-۴V پوشش داده شده با کاربید تانتالوم با توجه به مقاومت خوردگی و خواص سطحی عالی، گزینه مناسبی برای کاربرد در ایمپلنت­های ارتوپدی می­باشد.

Keywords:

کاریید تانتالوم , پرتو الکترونی , رسوب دهی فیزیکی از فاز بخار , مقاومت به خوردگی , زیست سازگاری