موفقیت محققان ایرانی در تعیین خواص مکانیکی سیمان استخوانی با فناوری نانو

موفقیت محققان ایرانی در تعیین خواص مکانیکی سیمان استخوانی با فناوری نانو

پژوهشگران ایرانی موفق به تعیین خواص سیمان استخوانی با استفاده از آزمایش‌های دندانه‌گذاری نانو و خراش نانو شدند.

به گزارش پایگاه فراخوانهای علمی پژوهشی کشور (callforpapers.ir) سیمان استخوانی استفاده شده در این پژوهش با دو روش مختلف آماده‌سازی شده بود و در ادامه تاثیر این دو روش بر خواص مکانیکی سیمان استخوانی مورد بررسی قرار‌ گرفت. امروزه آزمایش‌های دندانه‌گذاری نانو و خراش نانو به عنوان یک روش جدید برای به دست آوردن خواص مکانیکی سیمان استخوانی که در ارتوپدی برای استفاده در مفاصل انسان و ساخت پروتزهای استخوانی به کار می‌رود، استفاده می‌شود.

این پژوهش توسط مهندس عاطفه کریم‌زاده و دکتر مجیدرضا آیت اللهی از دانشگاه علم و صنعت ایران انجام شده و تعیین خواص مکانیکی سیمان استخوانی با استفاده از آزمایش‌های دندانه‌گذاری نانو و خراش نانو و بررسی تاثیر روش ساخت این سیمان‌ها (مخلوط کردن با دست یا مخلوط کردن سیمان در خلا) بر خواص مکانیکی آن‌ها مهم‌ترین هدف این طرح تحقیقاتی بوده است.

مهندس کریم‌زاده، دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران، مراحل انجام این تحقیق را این گونه توضیح داد: «ابتدا نمونه هایی به ابعاد 10×10×5 میلیمتر مکعب با دو روش مخلوط کردن با دست و مخلوط کردن سیمان در خلا از سیمان استخوانی ساخته و نمونه‌ها به مدت دو ماه در دمای محیط نگه داشته شدند و در ادامه نمونه‌ها برای انجام آزمایش دندانه‌گذاری نانو و خراش نانو آماده‌سازی شدند. در آزمایش‌های دندانه‌گذاری نانو و خراش نانو لازم است سطح نمونه‌ها صاف باشد، به همین دلیل سطح نمونه‌ها با کاغذ سنباده‌هایی با گریت 400 تا 2500 سنباده زده شد و با سوسپانسیون آلومینا با ذرات یک میکرون پولیش کاری شد. پس از آماده‌سازی سطح نمونه‌ها، آزمایش‌های دندانه گذاری نانو و خراش نانو روی آنها انجام شد و در انتها نتایج به دست آمده از این آزمایش‌ها با استفاده از آزمون تی مورد بررسی آماری قرار گرفت تا میزان تاثیر روش‌های آماده‌سازی نمونه‌ها بر هر یک از خواص مکانیکی به دست آمده، مشخص شود.»

 

طی این پژوهش با استفاده از فناوری نانو و آزمایش‌های انجام شده در مقیاس نانو، خواص مکانیکی از جمله مدول الاستیسیته، سختی نرمال، سختی خراش و خواص سطحی مانند مقاومت در برابر سایش نمونه‌های سیمان استخوانی به دست آمدند.

در ادامه مهندس کریم‌زاده در رابطه با نتایج این کار تحقیقاتی گفت: «در این تحقیق روش بهینه برای ساخت این سیمان معرفی شده و نتایج به دست آمده نشان می‌دهد آزمایش‌های دندانه‌گذاری نانو و خراش نانو، روش‌های مناسبی برای به دست آوردن خواص مکانیکی و سطحی سیمان استخوانی است و همچنین مخلوط کردن سیمان استخوانی با روش مخلوط کردن سیمان در خلا موجب بهبود و ارتقای خواص مکانیکی و سطحی سیمان استخوانی می‌شود.»

روش ارائه شده در این پژوهش به دلیل مزایای برتر خود، می‌تواند در حل برخی مشکلات موجود در این زمینه کمک به سزایی کند.

وی با اشاره به مزایای این روش ارزیابی ابراز داشت: «با استفاده از آزمایش‌های دندانه‌گذاری نانو و خراش نانو می‌توان خواص مکانیکی و سطحی سیمان استخوانی را با صرف هزینه و وقت کمتر به دست آورد زیرا ساخت نمونه با این روش به میزان بسیار کمی ماده نیاز دارد و فرایند ساخت نمونه برای انجام این آزمایش‌ها دشوار نیست. همچنین به دست آوردن خواص مکانیکی ماده با استفاده از داده‌های بدست آمده از آزمایش‌های دندانه گذاری نانو و خراش نانو با استفاده از روابط موجود به سادگی امکان پذیر است و نتایج بدست آمده نیز قابل اطمینان است. به علاوه این آزمایش‌ها جزو روش‌های غیر مخرب بوده و نمونه مورد استفاده تخریب نمی‌شود و مجددا قابل استفاده است.»

به گفته کریم‌زاده، این تیم تحقیقاتی در نظر دارند تا امکان انجام این آزمایش‌ها را برای به دست آوردن خواص مکانیکی و سطحی سایر بیومتریال‌ها مورد بررسی قرار دهند.

وی دلیل این بررسی دیگر بیومتریال‌ها را این چنین عنوان کرد: «به دلیل این که ساخت نمونه از بیومتریال‌ها دشوار و پرهزینه است و از آنجایی که در این آزمایش‌ها، نمونه ای با شکل پیچیده و ابعاد بزرگی نیاز ندارد، قصد داریم تا این بررسی‌ها بر روی دیگر بیومتریال‌ها ادامه پیدا کند.»

نتایج این کار تحقیقاتی در مجله Polymer Testing (جلد 31، شماره 6، سپتامبر سال 2012) منتشر شده است.

 

 

 

 

اشتراک گذاری نوشته در:

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.