اثرات افزودن كربن نانوتيوب‌هاي چندديواره عامل دار (MWCNT) بر خواص مكانيكي و زيست سازگاري ماتريس پليمري پلي‌اتيلن با وزن مولكولي بسيار بالا (UHMWPE) در تعويض مفاصل

پلي‌اتيلن با وزن مولكولي بسيار بالا (UHMWPE) چندين سال است كه به‌عنوان ماده‌ي انتخابي در پروتزهاي تعويض مفاصل به‌عنوان جزء مفصلي استفاده مي‌شود. علي‌رغم ويژگي‌هاي بارز فيزيكي و شيميايي، طول عمر اين پليمر محدود است. يكي از راه‌هاي افزايش طول عمر و خواص مكانيكي اين پليمر استفاده از نانوتيوب‌هاي كربني چندديواره  (MWCNT) است. اين نانوذرات به علت خواص مكانيكي فوق‌العاده و نسبت سطح به حجم بالا كانديد مطلوبي جهت استفاده به‌عنوان فيلر در پليمرها هستند. در اين پژوهش بررسي افزودن 0/1 درصد وزني نانوتيوب‌هاي كربني به ماتريس زمينه UHMWPE جهت بررسي خواص مكانيكي و زيست سازگاري اين كامپوزيت و مقايسه‌ي آن نسبت به نمونه UHMWPE خالص انجام شد. بررسي طيف‌سنجي مادون‌قرمز تبديل فوريه (FTIR) وجود پيك‌هاي مشخصه‌ي پليمر UHMWPE و نانوذره‌ي كربني را تاييد كرد. پراش اشعه‌ي x  (XRD) نشان از افزايش شدت پيك‌هاي مشخصه‌ي كامپوزيت نسبت به نمونه‌ي خالص داشت. آزمون گرماسنجي روبشي تفاضلي (DSC) افزايش حدود 10 درصدي در بلورينگي كامپوزيت حاوي نانوتيوب كربني را نشان داد. آناليز حرارتي مكانيكي ديناميكي (DMTA) افزايش حدود 22 درصدي مدول ذخيره را نسبت به نمونه‌ي كنترل نشان داد و در نهايت ميزان زنده‌ماني سلول‌ها از طريق آزمون كشت سلولي (MTT assay) انجام شد كه نشان از افزايش 15 درصدي در زنده‌ماني سلولي در كامپوزيت PE/MWCNT داشت. باتوجه ‌به نتايج مكانيكي و زيست سازگاري مطلوب كامپوزيت نانو كربني، مي‌توان انتظار داشت كه اين نمونه بتواند در شرايط بارگذاري‌هاي مكانيكي در ناحيه‌ي مفصلي عملكرد بهتري را در مقايسه با UHMWPE خالص به نمايش بگذارد.