مروري بر عملكرد تريبولوژيكي كاشتني‌ها و قطعه‌هاي فلزي مورد استفاده در بدن و راه‌كارهاي بهبود مقاومت به سايش آن‌ها با استفاده از روش‌هاي پوشش‌دهي

A review of tribological performance of implants and metallic objects used in the body and the coating techniques employed to improve their wear resistance

آلياژهاي فلزي به دليل دارا بودن خواص مكانيكي مناسب، كاربردهاي گسترده ­اي به‌عنوان كاشتني و ابزارهاي مورد استفاده در بدن دارند. اين آلياژها در كاربردهايي چون ترميم و تعويض مفاصل اسكلتي انسان، دندان پزشكي، دستگاه ­هاي قلبي و عروقي و جراحي استفاده مي‌شوند. شرايط كاري اين قطعه ­ها و محيط بدن موجب مي­شود اين كاشتني­ ها در معرض انواع مختلف سايش قرار گيرند. سايش يكي از عوامل اصلي كنترل‌كننده عمر كاشتني و قطعه­ هاي فلزي مورد استفاده در بدن است و بسياري از آن­ها به‌دليل پديده ­هاي سايشي پس از مدتي توانايي عملكرد مناسب خود را از دست مي ­دهند. به‌علاوه، ذرات توليدشده در اثر سايش مي ­توانند موجب التهاب و سست شدن فصل مشترك بين كاشتني و بافت ميزبان شوند. در مقاله حاضر، انواع آلياژهاي فلزي مورد استفاده به‌عنوان كاشتني و ابزارهاي مورد استفاده در بدن و سازوكارهاي سايشي كه با آن­ها مواجه هستند، مورد بررسي قرار گرفته است. در ادامه، روش ­هاي پوشش ­دهي كه مي­ توانند به­ منظور افزايش مقاومت به سايش قطعه ­ها و كاشتني­ ها مورد استفاده قرار بگيرند، بررسي شده و مزيت­ ها و عيب­ هاي هر يك بيان شده است. با توجه به در دسترس نبودن مطالعه جامع در اين حوزه به زبان فارسي، اين مقاله مي‌تواند مورد استفاده پژوهشگران و فعالان حوزه‌هاي ايمپلنت‌ها، بيوتريبولوژي و برهم‌كنش بين كاشتني‌ها و بدن قرار بگيرد.

Metallic alloys are utilized widely as implants and bio-tools due to their prominent mechanical properties. They can be used as endoprostheses, dental implants, cardiovascular devices parts, and surgery tools. The working conditions and the environmental characteristics of the body cause the implants to be exposed to various types of wear. Abrasion is a critical factor in controlling the life cycle of the implant and the metallic parts used in the body and many of these objects fail to function properly due to abrasion phenomena. Moreover, the fine particles produced due to abrasion can actively produce inflammation and loosening at the interface between the implant and the host tissue. In this paper, various metallic alloys that are used as implants and the bio-tools and their corresponding wear mechanisms have been reviewed, comprehensively. Moreover, the coating techniques that enhance the tribological performance of the objects and implants have been studied and their advantages and disadvantages have been discussed.