پديد آورنده :
تقيان دهاقاني، مجيد
عنوان :
ساخت و مشخصه يابي نانو كامپوزيت متخلخل زيست فعال پايه آلياژ كبالت - كرم
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مواد
صفحه شمار :
هفده،134ص.: مصور،جدول،نمودار
يادداشت :
ص.ع.به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
مهدي احمديان
استاد مشاور :
محمدحسين فتحي
توصيفگر ها :
آلياژ كبالت كرم موليبدن , شيشه - سراميك زيست فعال , آسيا كاري
تاريخ نمايه سازي :
93/12/17
استاد داور :
رحمت اله عمادي،محمد رفيعي نيا، مهشيد خرازي ها
كد ايرانداك :
ID732 دكتري
چكيده فارسي :
چكيده عدم تطابق خواص مكانيكي آلياژها كاشتني پايه كبالت موجب شلشدن در اثر تنش حفاظتي و زيست خنثي بودن اين آلياژ نيز سبب تشكيل بافت ليفي در اطراف آن پس از قرارگير در محيط طبيعي بدن ميشود از طرف ديگر با استفاده از سراميكها و شيشهها زيست فعال با داشتن خواص زيستفعالي مناسب و مواد متخلخل با خواص مكانيكي ويژه ميتوان خواص دلخواه متناسب با بافت استخواني را طراحي و تامين نمود هدف از پژوهش حاضر ساخت و مشخصه يابي نانوكامپوزيت متخلخل پايه آلياژ وايتاليم و سراميك زيستفعال بود به منظور آمادهساز و مشخصهيابي اجزا تشكيل دهنده نانوكامپوزيت متخلخل پايه كبالت ابتدا پودر شيشه زيستفعال نانومتر 58S به روش سل ژل تهيه و اثر دما بر خواص ساختار مكانيكي و زيستفعالي آن بررسي گرديد سپس از دو نوع آلياژ پايه كبالت به عنوان ماده تشكيل دهنده زمينه شامل پودرها اتميزه شده گاز وتراشهها حاصل از برادهبردار شمشها كوچك ريختگي استفاده شد در ادامه به منظور تغيير در اندازه ذرات و ساختار هر دونوع آلياژ آسياكار شدند سپس اندازه دانهها چگالي نابجاييها درصد تغييرات فاز تغييرات ريزسختي و نحوه توزيع اندازه ذرات بررسي و اندازهگير شد در مرحله بعد با توجه به نتايج حاصل شده از پودرها اتميزه شده 2 P پودرها اتميزه شده كه به مدت 21 ساعت 2 MP و تراشهها حاصل از برادهبردار شمشها كوچك ريختگي كه به مدت 9 ساعت آسياكار شدند 1 MP استفاده شد به تفجوشي و اثر آن برخواص منظور بررسي اثر دما و زمان بر فرايند مكانيكي و مورفولوژ از پودرها 2 P و دماها 0011 0511 0021 و 0521 درجه سانتيگراد به مدت زمانها 3 6 9 و 21 ساعت استفاده شد سپس به منظور بررسي اثر تغيير درصد تخلخل بر خواص مكانيكي از درصدها تخلخل مختلف و از پودرها 2 MP2 P و 1 MP استفاده گرديد در نهايت با توجه به نتايج حاصل آزمون زيستفعالي در محلول شبيهساز شده بدن انجام شد پس از انجام كشت سلول ميزان سميت با آزمون د متيل تيازل د فنيل تترازوليوم و بررسي ميزان رشد و چسبندگي سلولي بررو روبشي الكتروني ميكروسكوپ تصاوير از استفاده با نانوكامپوزيتها متخلخل ساخته شده از پودرها 2 P و 2 MP انجام پذيرفت بررسي اثر دما بر شيشه زيستفعال 58S حاكي از تبديل شيشه به ماده سراميكي در دما بالاتر از 819 درجه سانتيگراد كاهش خاصيت زيستفعالي و حفظ آن و همچنين افزايش خواص مكانيكي بود بررسي اثر آسياكار بر پودرها فلز نشانگر كاهش اندازه ذرات كاهش اندازه دانهها افزايش چگالي نابجاييها افزايش ريزسختي و افزايش درصد فاز منشور شش وجهي متراكم HCP به سرعت و در روند غير مشابه برا دو نوع آلياژ بود نتايج سنجش استحكام و درصد تخلخلها بدست آمده از كامپوزيتها ساخته شده از پودر 2 P حاكي از وجود رابطها منطقي بين آنها بود به طور كه سرعت افزايش استحكام با كاهش درصد تخلخل طبق رابطها مشخص افزايش مييافت نتايج فاز شناسي با پراش پرتو ايكس بررسيها ريزساختار و ريزسختي نشان دهنده عدم تغييرات فاز رسوب ذرات كاربيد غني از كرم و موليبدن در مرزدانهها در دما 0521 درجه سانتيگراد به مدت 3 ساعت و كاهش ريزسختي بود علاوه بر اين تغييرات اندازه منطقه گلويي نشانگر حاكم بودن مكانيزم ديفوزيون حجمي بر فرايند تفجوشي در دما 0521 درجه سانتيگراد بود بررسي سطح شكست بعد از آزمون تنش كرنش فشار نشانگر وجود مورفولوژ ها شكست بين دانها نرم و تورقي است كه در اثر دگرگوني فاز مكعبي با وجوه مركزدار FCC به HCP اتفاق ميافتد شكل منحنيها تنش كرنش فشار نمونهها كامپوزيتي ساخته شده توسط پودر 2 MP و 1 MP به ترتيب متفاوت و مشابه با منحنيها كامپوزيتي ساخته شده توسط پودر 2 P بود همچنين استحكام فشار و ضريب كشساني نمونهها كامپوزيتي ساخته شده توسط پودر 2 MP افزايش و نمونهها كامپوزيتي ساخته شده توسط پودر 1 MP كاهش محسوسي را نسبت به كامپوزيتها ساخته شده از پودر 2 P نشان ميداد بررسي تغييرات درصد تخلخل نسبي برحسب ضريب كشساني نسبي نشانگر وجود رابطها متفاوت با مكانيزم تئور
چكيده انگليسي :
146 Department of Materials Engineering Fabrication and Characterization of Bioactive Porous Based CoCr Nanocomposite Majid Taghian Dehaghani ma taghian@ma iut ac ir January 24 2015 Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology 84156 83111 Isfahan Iran M Ahmadian Supervisor E mail ahmadian@cc iut ac ir M H Fathi Advisor E mail fathi@cc iut ac ir Depaertment Graduate Coordinator K Raeissi Abstract The main goal of this research was to fabricate and characterize a porous nanocomposite that has been composed of Co Cr Mo based alloy as porous matrix and 58S nanopowder as a bioactive material 58S bioglass nanopowder was synthesized via sol gel method and Co based atomized alloy powder was milled for for 3 6 9 and 12 hr in a planetary ball mill The milled powder of Co Cr Mo alloy for 12 hr and 15 wt 58S bioglass nanopowders was mixed with different amounts of ammonium hydrogen carbonate and polyvinyl alcohol solution as space holder and binder respectively The cold compacted samples were heated at 175 C for 2 hr and then were heated to sinter at 1250 C for 3 hr X ray fluorescence spectroscopy transmission electron microscopy were utilized in order to evaluate quantitative analysis of the composition particle size and morphology of prepared 58S nanopowders respectively The milled metal powders were investigated by X ray diffraction technique and scanning electron microscopy in order to determine several microstructure parameters and morphological changes of the powders Also X ray diffraction scanning electron microscopy and compressive test techniques were also carried out to evaluate porous samples Bioactivity behavior was evaluated in simulated body fluid In vitro biocompatibilities of samples were evaluated where Mouse fibroblasts cells were cultured on the disks of the materials and cell growth was examined The results showed that synthesis of 58S with particle size of smaller than 100 nm and quasi spherical morphology was successfully preformed Millig of the metal powders revealed that with increasing milling time the FCC phase peaks gradually disappeared indicating the FCC to HCP phase transformation A significant decrease in modulus elasticity of the porous nanocomposites was concluded from stress strain curves Apatite formation on the surface of the nanocomposites showed that it could successfully convert bioinert Co Cr Mo alloy to bioactive type by adding 15wt 58S After cell culture for 1 and 5 days cells on the porous nanocomposite with 47 porosity were observed to be spreading well both on the surface of the porous scaffold and inside the pores Key words porous nanocomposite bioactive bioinert milling nanopowders 1 Introduction Although the Co Cr Mo alloy exhibits excellent properties one of the major problems is the mismatch between the Young s modulus of the bone and this alloy 1 This large stiffness mismatch results in stress shielding and micro movement between the implant and the adjacent bone and the following implant loosening Previous investigations have indicated that these phenomena retard the bone remodeling and healing and inhibit bone
استاد راهنما :
مهدي احمديان
استاد مشاور :
محمدحسين فتحي
استاد داور :
رحمت اله عمادي،محمد رفيعي نيا، مهشيد خرازي ها
