افزایش کارایی و طول عمر ایمپلنت‌های دندانی و استخوانی

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ستاد ویژه توسعه نانو، طراحی بهینه ایمپلنت‌های دندانی و استخوانی یکی از اهداف مهندسی پزشکی و مهندسی بافت محسوب می‌شود. یک ‌راه‌حل شناخته شده جهت دستیابی به ایمپلنت‌های دارای خواص مکانیکی و زیستی مطلوب، اعمال پوشش‌های نانوکامپوزیتی زیستی روی زیرلایه تیتانیومی است. خواصی همچون مقاومت به خوردگی، زیست فعالی، استحکام چسبندگی و پایداری مکانیکی از جمله خواصی هستند که باید جهت دستیابی به یک پوشش مطلوب بهینه‌سازی شوند. تاکنون تحقیقات بسیاری روی بهینه‌سازی خواص مختلف قطعات درون تنی استخوانی و دندانی صورت گرفته است.

مهندس آرمان مولائی بهینه‌سازی پارامترهای فرایند پوشش‌دهی جهت اعمال پوشش نانوکامپوزیتی با خواص بهبود یافته روی قطعات تیتانیومی با روش رسوب الکتروفورتیکی را هدف از انجام این طرح تحقیقاتی عنوان کرد.

توزیع یکنواخت اجزای این پوشش که با بهینه‌سازی پارامترهای فرآیند تولید آن به دست آمده، بروز خواص مطلوب و یکنواخت زیستی این پوشش‌ها در محیط بدن انسان را در پی داشته است.

مولائی سپس به معرفی اجزای تشکیل دهنده این پوشش نانوکامپوزیتی و فرایند تولید آن پرداخت: «شیشه زیست فعال همان‌گونه که از نامش پیداست عملکرد زیست فعالی بسیار خوبی دارد. هیدروکسید آپاتیت نیز زیست سازگاری بالایی دارد و دارای ترکیب شیمیایی نزدیک به بافت دندان و استخوان است. کیتوسان نیز علاوه بر زیست سازگاری بالا از خواص ضدمیکروبی بسیار خوبی برخوردار است. علی‌رغم عملکرد زیستی قوی مواد مذکور، این مواد خواص مکانیکی ضعیفی از خود بروز می‌دهند. به‌منظور استفاده از خواص مختلف مواد گفته شده و همچنین غلبه بر نقص مکانیکی آنها، این مواد به‌صورت نانوکامپویتی با روش رسوب‌دهی الکتریکی روی زیرلایه تیتانیوم پوشش داده ‌شده‌اند».

این محقق در ادامه به ارائه توضیحات کامل‌تری در رابطه با مراحل انجام این طرح و نتایح حاصل شده پرداخت: «در این تحقیق پوشش نانوکامپوزیت سه جزئی متشکل از زمینه پلیمری از جنس کیتوسان، میکروذرات شیشه زیست فعال و نانوذرات هیدروکسید آپاتیت روی زیر لایه‌ای از جنس تیتانیوم پوشش داده شد. بعلت اختلاف اندازه اجزای سرامیکی، پوشش ایجاد شده یکنواختی بسیار پایینی داشت. در ادامه با بهینه کردن پارامترهای مؤثر در فرآیند رسوب‌دهی الکتریکی از جمله pH، عایق‌سازی، ولتاژ اعمالی و زمان رسوب‌دهی، پوشش نانوکامپوزیتی با یکنواختی بالا حاصل شد. در نهایت مورفولوژی، ساختار و مقاومت به خوردگی این پوشش‌ها مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آزمون‌ها حاکی از افزایش یکنواختی و مقاومت به خوردگی این پوشش پس از اعمال پارامترهای بهینه است».

دکتر مهدی یاری و دکتر محمدرضا افشار مقدم، اعضای هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات تهران و آرمان مولایی، دانش‌آموخته دوره کارشناسی ارشد این دانشگاه در این مطالعات همکاری داشته‌اند.