زهرا شهنام - دانشگاه صنعتی اصفهان
محمد حسین فتحی - دانشگاه صنعتی اصفهان
حسین ادریس - دانشگاه صنعتی اصفهان

گرچه هیدروکسی آپاتیت نانومتری ماده بسیار عالی برای پیوند استخوان است ولی چقرمگی شکست پایین آن، استفاده از آن را در کارهای ارتوپدی و به خصوص کاشتنی های تحت بار محدود کرده است. به همین دلیل کامپوزیت سازی، کاربرد آن را وسیع تر می کند. فورستریت در مقایسه با سایر بیو سرامیک ها، مانند شیشه زیست فعال، شیشه- سرامیک ها و هیدروکسی آپاتیت، خواص مکانیکی بالاتری دارد. پس می توان انتظار داشت که کامپوزیت هیدروکسی آپاتیت- فورستریت در جهت بهبود خواص مکانیکی و زیست فعالی مفید باشد. هدف ا ز این پژوهش ت هیه و مشخص هیاب ی بالک نانو ساختار هیدروکسی آپا تیت-فورستریت از نانو پودر کامپو زیت، به روش زینتر کردن دو مرحل های است. نانو پودر کامپوزیتی هیدروکسی آپاتیت- فورستریت به روش سل- ژل تو لید شد. سپس برای ایجاد ساختار متراکم و چگال کامپوزیت هیدروکسی آپاتیت- فورستریت، با حفظ ویژگیهای ساختار نانو، از روش زینتر کردن دو مرحله ای استفاده شد. با روش تاگو چی آزمایش طراحی شد و به کمک نرم افزار Qualitek دمای ثانویه، زمان اولیه و زمان ثانویه بهینه شد. از روش های پراش پرتو ایکس (XRD) ، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) ، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) به منظور مشخصه یابی نانو پودر کامپوزیت هیدروکسی آپاتیت- فورستریت و بالک نانو ساختار چگال زینتر شده از نانو پودر تولیدی، استفاده شد. طیف سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه (FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی به منظور ارزیابی خواص زیست فعالی بالک نانو ساختار چگال زینتر شده از نانو پودر کامپوزیتی هیدروکسی آپاتیت- فورستریت، استفاده شد. نتایج نشان داد که اندازه ذرات نانو پودر کامپوزیت هیدروکسی آپاتیت- فورستریت حدود 30 نانومتر و اندازه دانه های بالک نانو ساختار چگال زینتر شده به روش زینتر کردن دو مرحله ای حدود 20 تا 50 نانومتر حاصل شده است. بیشترین چگالی در دمای اولیه 1200 درجه سانتیگراد، دمای ثانویه 1100 درجه سانتیگراد، زمان اولیه 5 دقیقه و زمان ثانویه 25 ساعت بدست آمد. نتایج آزمون غوطه وری در محلول شبیه سازی شده بدن حا کی از آن بود که بالک نانو ساختار زینتر شده از نانو پودر کامپوزیت هیدروکسی آپاتیت- فورستریت قابلیت تشکیل آپاتیت را در محلول شبیه سازی شده بدن دارد که نشان دهنده زیست فعالی آن است. چگالی بالک زینتر شده به روش زینتر کردن دو مرحله ای تحت شرایط بهینه 94% چگالی تئوری بدست آمد. چقرمگی شکست بالک نانو ساختار چگال زینتر شده از کامپوزیت هیدروکسی آپاتیت -15% فوریستریت (MPa.m1/2) 0.12 ± 2.9 بدست آمد.

نانو کامپوزیت، هیدروکسی آپاتیت- فورستریت، فرایند سل- ژل، زینترینگ دو مرحله ای، بالک نانو ساختار روش تاگوچی