بررسی خواص مکانیکی کامپوزیت زیست سازگار پلی متیل متاکریلات – هیدروکسی آپاتیت
چکیده
کامپوزیتهای پلیمری بطور همگام با فلزات، میتوانند برای ساخت کاشتنیهای ارتوپدی مانند ساخت مفاصل مصنوعی، صفحات ثابتکننده شکستگیهای استخوان و یا پروتزهای زانو، مورد استفاده قرار گیرند. پلی متیل متاکریلات (pmma) پلیمر بسیار پرمصرفی است که به عنوان سمنت استخوانی و برای ثابت نگه داشتن ایمپلنتهای ارتوپدی به اسکلت به کار گرفته میشود. به علت محدود بودن خواص مکانیکی آن و ضعیف بودن سازگاری آن با استخوان، تحقیقات متعددی بر روی کامپوزیت زمینه pmma تقویت شده با هیدروکسی آپاتیت (ha) که یکی از متداولترین کامپوزیتهای مورد استفاده در کرانیوپلاستی میباشد، صورت گرفته است. در تحقیق حاضر برای بررسی خواص مکانیکی و حرارتی کامپوزیت زیست سازگار pmma/ha، نمونه های کامپوزیتی با درصد های وزنی0، 5، 10 و 15 ازha تهیه شد. برای تهیه این کامپوزیتها از ha بدست آمده از روش خاکستر استخوان، که در تحقیقات گذشته کمتر مورد توجه قرار گرفته بود، استفاده شد. برای بررسی اثر ha حاضر بر روی خواص مکانیکی، روند تغییر شکل و مکانیزم شکست و همچنین رفتارهای حرارتی pmma، آزمون : کشش با نرخ کرنشهای متفاوت، ارزیابی میکروسکوپی با استفاده از میکروسکوپ نوری و الکترونی(sem ) و ارزیابی حرارتی با استفاده ازtga و dsc بر روی نمونهها انجام شد. نتایج بدست آمده نشان داد که افزودن ha به پلیمر مذکور و همچنین افزایش درصد وزنی آن، باعث کاهش استحکام کششی، کاهش مدول کششی و کاهش در میزان چقرمگی در نمونهها شد. افزایش درصد ha همچنین باعث افزایش حساسیت نمونهها به نرخ کرنش شد. مقدار انرژی فعالسازی (?h) لازم جهت نوسان زنجیرهها و همچنین حجم فعال زنجیرهها (v*) در آزمون کشش، با افزایش در صد وزنی ha کاهش یافت. مکانیزم شکست pmma در آزمون کشش کریزینگ بود که کامپوزیت کردن این پلیمر با ha و همچنین افزودن درصد وزنی ha باعث کم شدن چگالی کریزها و متمرکز شدن آنها در اطراف ذرات ha شد اما در کل نوع مکانیزم شکست را تغییر نداد. افزودن ha به pmmaهمچنین باعث افزایش مقاومت حرارتی و افزایش دمای شروع تخریب در pmma شد.
اساتید راهنما و مشاور
محمد ابراهیم بحرالعلوم، سید مجتبی زبرجد، رامین ابراهیمی، کمال جانقربان
