به گزارش ایرنا، در ساخت این سیمان، از نانوذراتی استفاده شده است که آسیبی به زیست سازگاری مواد کاشتنی وارد نمی‌کند و توسط سیستم دفاعی بدن رد نخواهند شد.
با وجود ویژگی‌های ممتاز سیمان‌های کلسیم فسفات، نقطه ضعفی که کاربرد این ماده را برای ترمیم استخوان محدود می‌کند، عدم استحکام مکانیکی آنها است.
از این ماده تنها می‌توان در مناطقی که نیاز به تحمل بار ندارد استفاده کرد. اگرچه استحکام سیمان پس از قرار گرفتن در محیط بدن به مرور زمان و با تشکیل کریستال‌های سوزنی شکل هیدروکسی آپاتیت افزایش می‌یابد، نکته حائز اهمیت ویژگی ذکر شده در ساعات اولیه کاشت در بدن انسان است.
مریم محمدی در خصوص اهمیت تحقیقات صورت گرفته عنوان کرد: استحکام اولیه سیمان نقش بسیار تعیین کننده‌ای در پذیرفتن کاشتنی توسط بدن ایفا می‌کند.
بنابراین باید تلاش کرد که خواص آن را به گونه‌ای بهبود بخشید تا در ساعات اولیه کاشت در تماس با محلول‌های موجود در بدن دچار ازهم گسیختگی نشود.
با افزودن نانو ذرات زیست سازگار سیلیکای آمورف، تیتانیا و سیلیکون کاربید به سیمان کلسیم فسفات توانستیم این ویژگی را بهبود ببخشیم.
وجود نانوذرات سیلیکون کاربید و تیتانیا سبب افزایش استحکام فشار اولیه سیمان می‌شود، همچنین بر اثر افزودن 5% نانوذرات سیلیکای آمورف، علاوه بر این ویژگی، استحکام نهایی آن نیز پس از قرار گرفتن در محلول رینگر( مایع شبیه سازی شده بدن) از 35 مگاپاسکال به 50 مگاپاسکال افزایش یافت.
به گفته محمدی، در روش‌های متداول جهت افزایش استحکام سیمان‌های کلسیم فسفاتی از الیاف پلیمری استفاده می‌شود.
اندازه بزرگ الیاف، قابلیت اتصال بین آن و مواد زمینه و ایجاد غیر یکنواختی در سیمان، مشکلاتی را در خصوص استفاده از مواد کاشتنی و زیست سازگاری آنها ایجاد می‌کند، در حالی که با تولید سیمان کلسیم فسفاتی تقویت شده، علاوه بر رسیدن به استحکام کافی جهت کاشت در بدن، آسیبی به زیست سازگاری مواد کاشتنی وارد نشده و توسط سیستم دفاعی بدن پس زده نمی‌شود.
در توضیح بهبود خواص به کمک نانوذرات باید گفت که استحکام سیمان به صورت نهایی به میزان تخلخل‌های موجود در آن بستگی دارد. نانوذرات در کامپوزیت سیمانی نقش مواد پرکننده را دارند.
پر شدن تخلخل‌ها توسط نانوذرات و کاهش آنها، دلیل افزایش استحکام اولیه در سیمان است.
دستیابی به نتایج مورد نظر با انجام تحقیقات به این صورت ممکن شده است که ابتدا مواد اولیه سیمان مورد نظر تولید شده است و پس از فراوری مواد اولیه، خمیر سیمان تهیه شد.
درصدهای مختلف (2/5، 5 و 10 درصد) نانو ذرات تیتانیا، سیلیکون کاربید و نانو سیلیکای آمورف در حین تهیه خمیر به مایع سیمان اضافه شد، سپس نمونه‌هایی با ابعاد 12 در 6 میلی‌متر تهیه و برای مدت زمان‌های مشخص (صفر، 1، 7 و 14 روز ) در محلول رینگر نگهداری شد.
در نهایت و پس از گذشت دوره زمانی تعیین شده، آزمون‌های استحکام فشاری روی نمونه‌ها انجام شد، همچنین برای بررسی ساختار و سطح نانوذرات از آزمون‌های میکروسکوپ روبشی الکترون (SEM) و تفرق پرتو ایکس(XRD) استفاده شد.
تصاویر SEM تهیه شده از سطح نمونه نیز تائیدی بر نتایج آزمایش XRD است، این تصاویر نشان می‌دهند که پس از قرار گرفتن نمونه‌ها در محلول رینگر، کریستال‌های آپاتیت در نمونه‌های حاوی نانوذرات همانند نمونه شاهد تشکیل می‌شوند.
به عبارتی نانوذرات تأثیر بازدارنده‌ای در روند استحکام سیمان ندارند. طبق الگوی XRD نیز قبل از قرار گرفتن نمونه در محلول رینگر هیچ گونه تبدیل فازی صورت نمی‌گیرد و فقط اجزای تشکیل دهنده سیمان قابل مشاهده هستند، اما پس از قرار دادن نمونه‌ها در محلول رینگر، فاز هیدروکسی آپاتیت بیشتر شده و با گذشت زمان، واکنش استحکام کامل‌تر می‌شود.
نتایج این تحقیقات حاصل همکاری دکتر سعید حصارکی، دکتر مسعود حافظی اردکانی- اعضای هیئت علمی پژوهشگاه مواد و انرژی- و مریم محمدی است که در مجله Ceramics International ( جلد 40 ، شماره 6، ماه ژانویه، سال 2014، صفحات 8377 تا 8387) به چاپ رسیده است.
نظر شما