اثر افزودن زيركونيا و نانو هيدروكسي آپاتيت بر روي خواص ايمپلنت برپايه تيتانيم خالص ساخته شده به روش تف جوشي پلاسماي جرقه اي

The effect of zirconia and hydroxyapatite addition on the properties of pure titanium-based implant made by spark plasma sintering

خواص مكانيكي، زيست سازگاري و عمر مفيد ايمپلنت ها متأثر از روش ساخت و جنس آنها مي باشد. در پژوهش حاضر از روش تفجوشي پلاسماي جرقه اي (SPS) براي تهيه نمونه هاي تيتانيم خالص، كامپوزيت تيتانيم-زيركونيا و تيتانيم-زيركونيا-نانوهيدروكسي آپاتيت در دماي °C 1200 به مدت 10 دقيقه و فشار MPa40 استفاده شد. به منظور مطالعه و مقايسه خواص نمونه ها، آزمون هاي اندازه گيري چگالي، سختي و سايش انجام شد. همچنين مورفولوژي نانوذرات هيدروكسي آپاتيت سنتزشده بوسيله ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني (FESEM) و شناسايي فاز نمونه ها توسط پراش پرتو ايكس (XRD) مطالعه شد. نتايج نشان داد كه افزودن زيركونيا و هيدروكسي آپاتيت به تيتانيم خالص سبب بهبود سختي و مقاومت به سايش آن مي شود. همچنين مشاهده شد كه با افزودن زيركونيا و هيدروكسي آپاتيت به تيتانيم، پيك هاي XRD به زواياي دوتتاي كمتر انتقال پيدا كرده اند.

Mechanical properties, biocompatibility, and useful life of implants are affected by their manufacturing method and material. In this research, the Spark Plasma Sintering (SPS) method was used to prepare samples, including pure titanium, titanium-zirconia composite, and titanium-zirconia-hydroxyapatite nanocomposite at the temperature of 1200 °C for 10 min under a pressure of 40 MPa. Density, hardness, and wear tests were done to study and compare the samples properties. In addition, the morphology and particle size of the synthesized nano-hydroxyapatite (HA) and phase identification of samples were studied by Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM) and X-ray diffraction (XRD), respectively. It was found that adding zirconia and hydroxyapatite to the pure titanium improved its hardness and wear resistance. It was also observed that the XRD peaks shifted to lower angles by adding ZrO2 and HA to Ti.