ايجاد پوشش زيست سازگار نانوهيدروكسي‏ آپاتيت سيليكات‏ دار به روش آبكاري پالسي روي آلياژ AZ31 براي استفاده به عنوان ايمپلنت

Pulse Electrodeposition of Nano Silicone-doped Hydroxyapatite on AZ31 Magnesium Alloy for Implant Applications

آلياژهاي منيزيم به عنوان ايمپلنت‏هاي زيست تخريب پذير، به علت عدم نياز به جراحي ثانويه براي خارج كردن آنها و كاهش درد و هزينه بيمار، مورد توجه زيادي قرار گرفته اند. اما به علت نرخ خوردگي بالاي آنها، ايجاد پوشش روي منيزيم و آلياژهاي آن در كاربرد به عنوان ايمپلنت ضروري به نظر مي‏رسد. در پژوهش حاضر، پوشش كلسيم فسفات سيليكات‏دار به روش آبكاري پالسي، كه امكان ايجاد پوششي با ساختار نانو را فراهم مي‏كند، روي آلياژ منيزيم AZ31 با موفقيت ايجاد شد. نتايج XRD نشان داد كه پوشش اوليه عمدتاً حاوي فاز بروشيت است، اما با غوطه ور ساختن اين نمونه‏ها در محلول سديم هيدروكسيد داغ، فاز اوليه با موفقيت به هيدروكسي آپاتيت تغييرفاز پيدا مي‏كند. تصاوير FESEM براي هر دو پوشش قبل و بعد از عمليات قليايي، ساختاري اسفنجي شكل و شامل ريز ساختار نانو را نشان داد. آناليز عنصري EDS حضور سيليسيم در پوشش هيدروكسي آپاتيت را تاييد مي‏نمود. به طوري كه با محاسبه نسبت (Ca/(P+Si مقدار 35/2 به دست مي‏آيد كه با توجه به ولتاژ شتاب دهنده در آناليژ EDS، اين مقدار نشان دهنده تشكيل هيدروكسي آپاتيت سيليكات دار است. در نهايت، نتايج آزمون پلاريزاسيون در محيط شبه فيزيولوژي نشان داد كه پوشش هيدروكسي آپاتيت سيليكات دار توانسته نرخ خوردگي را به مقدار قابل توجهي كاهش مي‏دهد. نرخ خوردگي از ?A/?cm?^2 06/121 براي نمونه بدون پوشش به ?A/?cm?^2 38/4 براي نمونه با پوشش هيدروكسي آپاتيت سيليكات دار تقليل پيدا كرد.

Magnesium alloys as biodegradable implants have attracted substantial attention since there’s no need to extract them & thus lowering patient’s pains and costs. But their high corrosion rate, makes it inevitable to coat them. In the present research, silicone doped calcium phosphate coating was successfully generated on AZ31 magnesium alloy via pulse electrodeposition, which made it possible to create nano structure morphology. XRD patterns indicated that primary coating was mainly consisted of DCPD, but after immersion in hot NaOH solution, pirmary DCPD transformed into hydroxyapatite. FESEM images showed sponge-like structure consisting of nano blade crystals. EDS analysis proved the presence of silicone in the hydroxyapatite structure. According to EDS results, Ca/(P+Si) ratio would be equal to 2.35 which by considering the accelerating voltage, formation of silicone-doped hydroxyapatite is approved. Finally, polarization tests in ringer’s solution revealed that silicone-doped hydroxyapatite have greatly reduced corrosion rate. Corrosion rate was reduced from 121.06 ?A/?cm?^2 for bare metal, to 4.38 ?A/?cm?^2 for sample with silicone-doped hydroxyapatite coating.