پلی متیل متاکریلات(PMMA) دارای کاربردهای فراوانی است، این ماده به همراه هیدرواکسی‌اِپاتیت(HA)، اجزای کلیدی چسب‌های استخوان به شمار می‌رود. اخیراً یک گروه تحقیقاتی بین‌المللی، با افزودن نانولوله‌های کربنی چندجداره(MWCNT) به ماتریس PMMA/HA، به‌عنوان فاز تقویت‌کننده، نانوکامپوزیت جدید و بسیار مستحکمی برای کاربردهای زیست‌پزشکی، به دست آورده‌است.
ماده نانوکامپوزیتی جدید برای کاربردهای زیست‌پزشکی
|
پلی متیل متاکریلات(PMMA) دارای کاربردهای فراوانی است، این ماده به همراه |
|
یکی از مشکلات انواع مرسوم چسب‌های استخوان، خواص شیمیایی گرمازا و مکانیکی نامطلوب |
|
|
|
تصویر FE-SEM از یک نمونه PMMA/HA تقویت‌شده با ۱/۰ درصد وزنی نانولوله‌های کربنی |
| هیدرواکسی‌اِپاتیت(HA) به‌دلیل توانایی در ایجاد پیوند شیمیایی با بافت‌های زیستی استخوان، یکی دیگر از اجزای کلیدی چسب‌های استخوان است. این توانایی هیدرواکسی‌اپاتیت، به‌واسطه ساختار بلوری و اجزای شیمیایی مشابه آن با اِپاتیت در سیستم اسکلتی انسان، است؛ این در حالی است که شکنندگی ذاتی و استحکام کم HA سینترشده، کاربردهای بالینی آن را در شرایط فشار بالا، محدود کرده‌است. یک گروه تحقیقاتی بین المللی، نانوکامپوزیت جدید PMMA/HA تقویت‌شده با نانولوله‌های کربنی را برای کاربردهای زیست‌پزشکی آینده تولید کرده‌است. منوج کومار سینق، یکی از این محققان، گفت:« ظاهراً ترکیب PMMA و هیدرواکسی‌اپاتیت با نانولوله‌های کربنی چندجداره، برای کاربردهای زیست‌پزشکی بسیار نویدبخش است. نانولوله‌های کربنی به‌واسطه ابعاد کوچک و نسبت سطح به حجم بالایشان، خواص شیمیایی و فیزیکی استثنایی دارند و هیچ ماده دیگری نمی‌تواند همزمان چنین خواص الکترونیکی، گرمایی و مکانیکی عالی‌ای داشته باشد. نانولوله‌های کربنی چندجداره مواد تقویت‌کننده برجسته‌ای برای کامپوزیت‌ها به شمار می‌روند؛ بنابراین ورود درصد مشخصی از نانولوله‌های کربنی چندجداره در ماتریس PMMA/HA به‌عنوان ماده تقویت‌کننده، منجر به یک نانوکامپوزیت بسیار مستحکم جدید شد. این گروه تحقیقاتی متوجه شدند که استفاده از روش دانه‌دانه‌سازی– منجمد شدن، یکنواختی ماده و پراکندگی نانولوله‌های کربنی در ماتریس این کامپوزیت را افزایش می‌دهد. این روش، روشی است شناخته‌شده و مبتنی بر منجمد شدن آنی قطرات پاشیده‌شده و خشک کردن– منجمد شدن متوالی است. آزمایشهای مکانیکی نشان می‌دهند که افزودن ۱/۰ درصد وزنی از نانولوله‌های کربنی چندجداره به ماتریس PMMA/HA، بهترین خواص مکانیکی را می‌دهد. افزودن بیش از این مقدار، منجر به کاهش این خواص مکانیکی می‌‌شود. این محققان آزمایشهای خستگی در استخوان‌های مصنوعی را برای تأیید عملکرد عالی این ماده نانوکامپوزیتی خود انجام داده‌اند. در این آزمایش‌ها، بعد از یک میلیون سیکل، این نانوکامپوزیت از خود هیچ علامتی دال بر رشد ترک و لایه‌لایه‌شدگی نشان نداد. این نانوکامپوزیت جدید می‌تواند به‌طور ویژه در چسب استخوانی ـ که نیاز به استحکام بالا و تعمیر استخوانی دارد ـ استفاده شود. نتایج این تحقیق در مجله Advanced Functional Materials منتشر شده‌است. |
