زيست فعال سازي سطح آلياژ كبالت-كرُوم دنداني همزمان با فرايند ريخته گري دقيق

بيان مساله: از آلياژهاي پايه ي كبالت به دليل زيست سازگاري (Biocompatibility) ، براي ساخت كاشتني (Implant) و سازه هاي دنداني در دندان پزشكي و جراحي ارتوپدي استفاده مي شود. پوشش دهي كاشتني ها با مواد زيست فعال (Bioactive materials) باعث بهبود تثبيت آن ها در بدن مي گردد. اجراي پوشش دهي و زيست فعال سازي سطحي (Surface bioactivation)اگر بتواند همزمان با فرايند ساخت باشد، از نظر صرفه ي اقتصادي، كيفيت و صرفه جويي در زمان مطلوب تر است. هدف: هدف از پژوهش كنوني، زيست فعال سازي سطح آلياژ كبالت-كرُوم از راه وارد كردن پوشش زيست فعال بر سطح، در هنگام اجراي فرايند ريخته گري دقيق و بررسي ويژگي هاي پوشش بود. مواد و روش: در اين پژوهش تجربي- آزمايشگاهي، آلياژ كبالت- كرُوم دنداني (با استاندارد ASTM F-75) درون قالب هاي تهيه شده با روش ريخته گري دقيق (Investment casting) از راه ريخته گري گريز از مركز ريخته گري گرديد. سطح دروني قالب ها پيش از ريخته گري آلياژ با پودر هيدركسي آپاتيت پوشانده شده بود. براي ارزيابي زيست فعالي در آزمايشگاه ، نمونه هاي به دست آمده به مدت چهار هفته در دماي 37 درجه ي سانتيگراد در مايع همانند سازي شده ي بدن (SBF) شناور شدند. از روش واكاوي پراش پرتوي ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، طيف سنجي توزيع انرژي پرتو ايكس (EDX) و ميكروسكوپ نوري (OpM) براي بررسي نمونه ها استفاده گرديد و چگونگي تشكيل آپاتيت بر سطح با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) ارزيابي شد. يافته ها: پوششي غني از كلسيم و فسفر، با ضخامت 100 تا 160 ميكرومتر بر روي سطح آلياژ كبالت- كرُوم شكل گرفت. پس از چهار هفته شناوري در مايع همانند سازي شده ي بدن، تشكيل آپاتيت شبه استخواني بر سطح آلياژ كبالت-كرُوم، نشان دهنده و تاييد كننده ي زيست فعال بودن سطح بود. نتيجه گيري: ايجاد پوشش هيدروكسي آپاتيت همراه با فرايند ريخته گري، روشي اقتصادي و كيفي براي زيست فعال سازي سطح آلياژ كبالت-كرُوم دنداني است. تشكيل آپاتيت شبه استخواني بر سطح كه نمايه ي زيست فعالي بوده، نشانگر توانايي آلياژ براي افزايش قابليت همبندي با استخوان و ترويج رشد آن هنگام استفاده به عنوان ايمپلنت دنداني و ارتوپدي و ديگر سازه هاي دنداني است. واژگان كليدي: پوشش هيدروكسي آپاتيت، آلياژهاي پايه ي كبالت، بيو مواد زيست فعال، زيست فعال سازي سطح

Statement of Problem: Cobalt-base alloys are widely used for fabrication of dental structures and dental and orthopedic surgical implants due to their biocompatibility. Application of coatings on the implants with bioactive materials improves their fixations in human body. Performing the operation during the casting process is very interesting due to the economical benefits and higher quality. Purpose: The aim of this study was surface bioactivation of the dental Co-Cr-Mo alloy via performing the bioactive coating on the surface of the alloy during the investment casting process and evaluating the properties of the coating. Methods and Material: In the present experimental research, the Co-Cr-Mo alloy (ASTM F-75) specimens were poured into the molds prepared via investment mold technique. The internal surface of the molds was previously coated with hydroxyapatite powder via painting coating method. The obtained specimens were analyzed by x-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray (EDX) spectroscopy and optical microscopy. The prepared specimens were immersed in simulated body fluid (SBF) at 37 °C for 4 weeks in order to evaluate the bioactivity of the surface of the specimens. Results: A desired coating enriched with phosphor and calcium with a thickness of 100-160 micrometer was formed on the surface of Co-Cr-Mo alloy. Formation of bone-like apatite on the surface of coated Co-Cr-Mo alloy specimen, after 4 week immersion in SBF, was the indication of surface bioactivity of the obtained specimens. Conclusion: Preparation of hydroxyapatite coating during the investment casting process is an economical method to form a bioactive surface on the metallic cast implants. The surface bioactivity of the dental and orthopeadic implants can promote the osteointegration and better biological fixation.