پنجشنبه , آگوست 22 2019
آموزش وردپرس
خانه / دستاوردها / آخرین دستاوردهای پژوهشی / اصلاح سطح آلیاژ زیستی Ti6Al4V با لیزر

اصلاح سطح آلیاژ زیستی Ti6Al4V با لیزر

اصلاح سطح آلیاژ زیستی Ti6Al4V بوسیله ذوب لیزری و بهبود خواص سطحی و زیست سازگاری آن

Surface modification by Laser
Surface modification by Laser

 

مقدمه

اصلاح سطح با لیزر. تیتانیوم عنصری با خواص جالب توجه بوده و همین امر باعث کاربرد های زیاد آن و آلیاژ هایش در صنایع مختلفی شده است. صنایعی از قبیل حوزه ی پشرفته هوا و فضا، صنایع خودرو سازی، تجهیزات پزشکی، فرآوری های شیمیایی، نما و ساختمان، تجهیزات ورزشی و حتی در مصارف زینتی. معروف ترین و پر استفاده ترین نوع آلیاژ های تیتانیوم، آلیاژ Ti6Al4V می باشد. این آلیاژ خواص مطلوبی از جمله مقاومت به خوردگی خوب، زیست سازگاری و نسبت استحکام به وزن بسیار مناسب دارد. کاربرد های زیست پزشکی این آلیاژ در ایمپلنت های استخوانی زانو و لگن و همچنین در پیچ های دندانی می باشد. استفاده ی گسترده از تیتاینوم و آلیاژ هایش در ایمپلنت های زیست پزشکی عمدتا به دلیل مقاومت به خوردگی خوب آنها و زیست سازگاریشان می باشد.

اصلاح سطح

به دلایل زیادی اصلاح سطح روی این آلیاژ پر کاربرد انجام می شود. از جمله این دلایل می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • تمیز کردن سطوح ایمپلنت.
  • افزایش فعالیت زیستی.
  • رشد سلول و پیوستن بافت بعد از کاشت.
  • افزایش سختی ایمپلنت برای کاهش نرخ سایش به ویژه برای استفاده در مفاصل.
  • تولید لایه ی خنثی برای جلوگیری از آزاد شدن یون ها در بدن.
  • ارتقا اثر ضد باکتری و افزایش استحکام خستگی ایمپلنت.

روش های اصلاح سطح

روش های اصلاح سطح به روش های مکانیکی، شیمیایی، بیو شیمیایی و فیزیکی تقسیم بندی می شوند.

  • روش های مکانیکی: ماشین کاری، سمباده زنی، پالیش کردن و بلست کردن.
  • روش های شیمیایی: سل ژل.
  • روش های بیو شیمیایی: اکسیداسیون آندی، کاشت یونی
  • روش های فیزیکی: اسپاترینگ، اسپری کردن حرارتی و PVD.

اصلاح سطح با لیزر

از دیگر روش های اصلاح سطح این آلیاژ استفاده از اصلاح سطح با لیزر و پرتو الکترونی میباشد. هنگامی که سطح با لیزر و یا پرتو الکتونی ذوب شده و دوباره منجمد می شود، به دلیل نرخ سرد شدن زیاد در این روش ها، سطح دانه ریز شده و خواص آن بهبود می یابد. تا کنون با استفاده از لیزر و پرتو الکترونی روی سطح آلیاژ Ti6Al4V اصلاحاتی به منظور بهبود خواص زیستی صورت گرفته و نتایج مطلوبی به دست آمده است. به عنوان مثال در تحقیقی، با استفاده از تغییر توان و سرعت لیزر فیبری بر سطح آلیاژ مذکور، شیار هایی با عمق ها و عرض هایی متفاوت ایجاد گردید. پس از انجام تست کشت سلولی بر سطح این آلیاژ، به دلیل نزدیک شدن ابعاد سطح و ابعاد سلول ها ناشی از اصلاح سطح، اثرات مثبتی روی دوام و پراکندگی سلول ها ایجاد گردیده بود.

 

تجهیزات و امکانات پژوهش

  • ورق آلیاژ Ti6Al4V
  • دستگاه لیزر Nd-YAG
  • دستگاه های مربوط به تست های زیستی
  • میکروسکوپ SEM
  • میکروسکوپ AFM

 

پژوهش انجام گرفته در مرکز

نتایج حاصل از اصلاح سطح با لیزر و پرتو الکترونی در مطالعات انجام شده مناسب بوده است. در این پژوهش تلاش بر این است که با استفاده از لیزر Nd-YAG و تغییر در فرکانس آن که در نهایت منجر به تغییر در توپوگرافی سطحی می شود، خواص سطحی بهبود یابد. نتایج تست های زیستی از جمله تست کشت سلولی، تست میزان سمیت و تست های آنتی باکتریال، تاثیر توپوگرافی ایجاد شده بر خواص سطحی را نشان می دهند. در صورتی که این تکنیک از نظر آزمایشگاهی تأیید شود می توان از آن به عنوان یک روش جدید برای بهبود زیست سازگاری این آلیاژ استفاده نمود. جهت اطلاع از سایر خدمات پژوهشی مرکز و یا آخرین دستاوردهای پژوهشی مرکز بر روی لینک های زیر کلیک کنید.

خدمات پژوهشی مرکز

آخرین دستاوردهای پژوهشی

درباره ی ghasemsg

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *