تعيين خواص شكست بيونانوكامپوزيت سيمان استخواني - نانوهيدروكسي آپاتيت

كارشناسي ارشد

سيمانهاي استخواني اكريليكي در ارتوپدي و آرتوپلاستي به طور گسترده براي پركردن فضاي خالي بين ايمپلنت و استخوان به كار مي‌روند. هر چند عدم زيست سازگاري كافي اين سيمان‌ها با بافت‌هاي بدن و توليد دماي بالا در حين فرآيند بسپارش موجب بروز مشكلاتي براي بيمار مي‌شود. در اين‌ راستا، اضافه كردن برخي از مواد به عنوان فاز ثانويه مانند سراميك زيستي هيدروكسي‌آپاتيت به سيمان‌ استخواني به عنوان راهي مؤثر براي رفع اين مشكلات شناخته شده‌است. هيدروكسي‌آپاتيت نه تنها باعث بهبود زيست سازگاري سيمان مي‌شود، بلكه بيشينه دماي پخت آن را نيز به طور قابل ملاحظه اي كاهش مي دهد. خواص مكانيكي سيمان استخواني اكريليكي در كاربرد اصلي آن، انتقال و پخش نيرو از ايمپلنت به استخوان، از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. پژوهشگران ثابت كرده‌اندكه هيدروكسي‌آپاتيت به عنوان فاز تقويت كننده قادر است خواصي مانند استحكام و مدول الاستيسيته فشاري و سختي سيمان را بهبود بخشد. چقرمگي شكست خاصيت مكانيكي ديگري است كه مقاومت ماده در مقابل رشد ترك را توصيف مي‌كند. محققان بسياري اثر افزودن هيدروكسي آپاتيت را بر مودI چقرمگي شكست بررسي كرده‌اند. با اين وجود، به دليل آن‌كه نيروهاي ناشي از وزن بدن كه به استخوان‌ها وارد مي‌شود تركيبي از نيروهاي كششي، فشاري و برشي است، صرفا در نظر گرفتن نيروهاي كششي براي بررسي مقاومت سيمان در برابر رشد ترك كافي به نظر نمي‌رسد. در پژوهش حاضر نقش درصدهاي وزني مختلف نانوذرات هيدروكسي آپاتيت در چقرمگي شكست سيمان استخواني اكريليكي در مودهاي تركيبي I و II بررسي شده‌است. نتايج به دست آمده نشان مي‌دهد اين سراميك زيستي در همه موارد و در همه مودهاي شكست باعث كاهش چقرمگي شكست سيمان استخواني مي‌شود. همچنين نتايج به دست آمده از آزمايش با نتايج پيش بيني شده توسط برخي از معيارهاي شكست مقايسه شده‌است. اين بررسي نشان مي دهد معيار GMTS نسبت به معيار MTS مطابقت بهتري با نتايج تجربي دارد. واژگان كليدي : سيمان استخواني اكريليكي، هيدروكسي آپاتيت، چقرمگي شكست در مودهاي شكست I و II، معيارهاي شكست MTS و GMTS

188791

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي پزشكي - بيومكانيك

دكتر مجيدرضا آيت اللهي