پژوهشگران دانشكده مهندسي مواد دانشگاه صنعتي اصفهان موفق به تهيه «نانوپودر شيشه زيست‌فعال» شدند كه به دليل توانايي در پيوند و همبندي با بافت نرم و سخت، در ترميم، درمان و شكسته بندي استخوان و پوشش كاشتني بدن مورد توجه قرار دارد.
به گزارش خبرنگار «پايان‌نامه» خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، هدف از اين پژوهش كه در قالب پايان‌نامه كارشناسي‌ارشد انجام شده، ساخت و تهيه، مشخصه يابي و ارزيابي نانوپودر «شيشه زيست فعال» (بايواكتيوگلاس) و اعمال پوشش شيشه زيست فعال بر روي فولاد زنگ نزن 316 ال به روش سل ژل بوده است.
در تحقيقات اين پايان‌نامه‌ كه توسط مهندس علي دوست محمدي، دانش‌آموخته دانشكده مهندسي مواد دانشگاه صنعتي اصفهان و به راهنمايي دكتر محمدحسين فتحي، انجام شده، پودر شيشه زيست فعال به روش سل ژل تهيه شده و آناليز عنصري پرتو ايكس (XRF) به منظور تأييد حضور اجزاء مطلوب در تركيب، بر روي نمونه پودري انجام شد؛ سپس به كمك آناليز حرارتي افتراقي (DTA)، خواص حرارتي شيشه ساخته شده ارزيابي شد.
براي بررسي شكل و اندازه ذرات پودر شيشه، از ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM) بهره گرفته شد.
پودر شيشه زيست فعال در محلول شبيه سازي شده بدن (SBF)، به مدت سي روز غوطه ور شده و از روش طيف سنجي مادون قرمز (FTIR) براي تشخيص و تأييد تشكيل لايه آپاتيت بر روي آن استفاده شد.
پوشش شيشه زيست فعال به روش سل ژل بر روي زير لايه فولاد زنگ نزن 316 ال اعمال شد. مورفولوژي و ريز ساختار سطح پوشش به كمك ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) بررسي شد.
از روش پراش پرتو ايكس (XRD) و آناليز توزيع انرژي پرتو ايكس (EDX) نيز براي مشخص كردن تركيب فازها و عناصر در پودر و پوشش استفاده شد.
آزمون هاي الكتروشيميايي پلاريزاسيون پتانسيوديناميكي در دو محلول فيزيولوژيكي مختلف و به منظور مقايسه رفتار خوردگي نمونه هاي فولادي پوشش داده شده و بدون پوشش انجام شد.
براي ارزيابي مقاومت فولاد زنگ نزن پوشش داده شده با شيشه زيست فعال در برابر حفره دار شدن نيز آزمون پتانسيو ديناميك سيكلي انجام شد.
تصاوير گرفته شده با TEM، حصول پودر در اندازه هاي زير 100 نانومتر را تأييد كرد.
نتايج بعدي حاكي از تشكيل پوشش شيشه بدون ترك و يكنواخت بوسيله روش سل ژل بر روي زير لايه فولادي بود.
تأثير افزودن مواد شيميايي به سل بر روي حصول پوشش بدون ترك، ارزيابي شد.
آزمون FTIR تشكيل لايه آپاتيت را بر روي پودر شيشه زيست فعال تأييد كرد كه اين خود نشاني از زيست فعالي شيشه زيستي ساخته شده بود. همچنين ملاحظه شد كه در شيشه هايي كه بالاتر از دماي 900 درجه سانتي گراد عمليات حرارتي شده بودند، فاز لارنيت (Ca2SiO4) تشكيل شده بود. پوشش، مقاومت خوردگي زير لايه را بهبود داد و چگالي جريان خوردگي در نمونه هاي پوشش دار كمتر از نمونه‌هاي بدون پوشش بود.
مقاومت فولاد با پوشش در برابر حفره دار شدن نيز افزايش يافته بود. اين پديده مستقل از نوع محيط فيزيولوژيكي مي باشد.
پوشش شيشه زيست فعال اعمال شده به روش سل ژل مي تواند از يكسو با كاهش آزاد شدن يون هاي فلزي زيست سازگاري كاشتني فلزي مصرفي در بدن را بهبود دهد و از طرف ديگر با توانمندي بالقوه خود به رشد استخوان و همبندي با آن منجر مي‌شود.