كليدواژه :
داربست زيست تخريب پذير منيزيمي , Zn , استحكام مكانيكي , متالورژي پودر
چكيده فارسي :
هدف از تحقيق حاضر سنتز و مطالعه ريزساختار و خواص مكانيكي داربست زيست تخريب پذير Mg-Zn جهت كاربردهاي ارتوپدي مي باشد. بدين منظور، داربست هاي Mg-Zn حاوي 3 و 5 درصد وزني Zn با استفاده از ذرات اوره به ميزان 15،25 و 35 درصد حجمي توسط روش متالورژي پودر ساخته شدند و براي تعيين دماي بهينه تفجوشي، نمونه ها تحت عمليات حرارتي در دماهاي مختلف 500، 550، 565 و 580 درجه سانتيگراد قرار گرفتند. سپس تركيب شيميايي، ميكرو ساختار و خواص مكانيكي داربست هاي ساخته شده تحت بررسي قرار گرفت. مطابق نتايج، اندازه ميانگين ماكرو تخلخل و ميكرو تخلخل هاي حاصل در داربست هاي ساخته شده به ترتيب در حدود 400-200 و كمتر از 100 ميكرون مي باشد. نتايج نشان داد كه تخلخل و حفرات موجود در نمونه ها به علت مناطق تمركز دهنده تنش و كاهش سطح موثر قطعه در مقابل اعمال تنش خارجي، استحكام مكانيكي داربست ها را كاهش مي دهند.همچنين با افزايش درصد Zn، از طريق مكانيزم استحكام دهي محلول جامد و پخشي، استحكام فشاري داربست هاي Mg-Zn افزايش يافت. نتايج حاصل از آناليز SEM نيز نشان داد كه با افزودن عنصر Zn ، تركيبات بين فلزي Mg7Zn3 و MgZn مي تواند تشكيل شود. نتايج آزمون پلاريزاسيون نشان داد كه با افزودن 5 درصد وزني Zn در مقايسه با نمونه هاي حاوي 3 درصد وزني به علت تشكيل تركيبات بين فلزي بيشتر، مقاومت به خوردگي كاهش يافت. مطابق نتايج آزمون ارزيابي سميت سلولي، ميزان زيست پذيري داربست هاي حاوي 3 درصد وزني Zn، بالاتر از نمونه هاي حاوي 5 درصد وزني Zn بدست آمد.
چكيده لاتين :
The aim of this research is to synthesize and study the microstructure and mechanical properties of
biodegradable Mg-Zn scaffolds for orthopedic applications. For this purpose, Mg-Zn scaffolds containing 3 and 5 wt. %
Zn were prepared using 15, 25 and 35 Vol% of urea by powder metallurgy and were subjected to heat treatment at
different temperatures of 500, 550, 565, and 580 °C to determine the optimum sintering temperature. Then, the
chemical composition, microstructure and mechanical properties of the scaffolds were investigated. According to the
results, the average diameter of macro- pores and micro- pores in the scaffolds are about 400-200 and less than 100 μm,
respectively. The results showed that the compressive strength of Mg-Zn scaffolds increases with decreasing porosity
amount. In fact, the porosity in the sample reduces the mechanical strength of the scaffold due to the stress
concentrating areas and the reduction of the effective surface of scaffold against external stresses. Also, by increasing
the Zn content, the strength of the Mg-Zn scaffold increases through the strength of the solid solution and dispersion
strengthening. However, in all of the made scaffolds, the compressive strength is in the range of compressive strength
of the human body's bone. The results of the SEM micrographs also showed that, by adding Zn, the intermetallic
compounds Mg7Zn3 and MgZn could be formed. The results of polarization test showed that, by adding 5 wt.% of Zn in
comparison with samples containing 3 wt%, due to the formation of more intermetallic compounds, the corrosion
resistance decreased. According to the results of cytotoxicity measurement, the cell viability of scaffolds containing 3
wt% Zn was higher than those containing 5 wt% Zn.
