پژوهشگران دانشگاه شهید چمران اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شوشتر و دانشگاه مالک اشتر تهران با اعمال یک نانوپوشش زیست‌فعال بر روی یک نوع آلیاژ فلزی حافظه دار، در جهت توسعه‌ی این آلیاژ برای ساخت نسل جدیدی از ایمپلنت‌های استخوانی تلاش کردند.
ارتقای خواص سطحی ایمپلنت‌های استخوانی حافظه‌دار به کمک پوشش‌های نانوکامپوزیتی
در دهه‌های اخیر، کارایی انواع فلزات و آلیاژ در حوزه‌ی تولید ایمپلنت‌های استخوانی به اثبات رسیده‌است؛ هر چند تحقیقات بر روی آلیاژهای جدید به‌منظور بهینه کردن هر چه بیشتر خواص آن‌ها ادامه دارد. بخشی از این تحقیقات زیر نظر مهندس مسعود سبزی و در قالب پوشش‌دهی یک نوع آلیاژ حافظه‌دار به انجام رسیده‌است. این محقق موفق به اعمال مؤثر پوشش‌های زیست فعال بر روی یک آلیاژ نیکل-تیتانیم شده‌است. اعمال این پوشش موجب بهبود خواص زیستی این آلیاژ شده‌است.
مهندس مسعود سبزی، با اشاره به خواص مناسب آلیاژ نیکل- تیتانیم در خصوص موانع موجود بر سر راه توسعه‌ی هر چه بیشتر این آلیاژ در حوزه‌ی ساخت ایمپلنت‌های استخوانی گفت: « آلیاژهای حافظه‌دار نیکل-تیتانیم به‌دلیل خواص منحصربه‌فرد از جمله رفتار مکانیکی مشابه با بافت استخوان، کاربردهای گسترده‌ای در زمینه‌ی ساخت کاشتنی‌های ارتوپدی و دندانی و همچنین مفاصل مصنوعی یافته‌اند. اما علی‌رغم این ویژگی‌های مثبت، مشکل بزرگ این آلیاژها یعنی حضور و آزادسازی یون سمی نیکل را نمی‌توان نادیده گرفت. نیکل علاوه بر ایجاد حساسیت برای بدن موجب کاهش نرخ تکثیر سلول‌های استخوانی و متعاقب آن کاهش سرعت ترمیم استخوان می‌گردد.»
وی در خصوص اقدامات صورت گرفته در این طرح افزود: « در طرح حاضر با اعمال یک نانوپوشش زیست فعال بر روی آلیاژ نیکل-تیتانیم موفق شدیم علاوه بر کاهش نرخ آزاد شدن نیکل در محیط بدن و افزایش عمر ایمپلنت استخوانی، خواص زیستی سطح آلیاژ را بهبود ببخشیم.»
پوشش اعمال‌شده بر روی آلیاژ نیکل-تیتانیم یک پوشش نانوکامپوزیتی متشکل از زمینه‌ی هیدروکسی آپاتیت و نانوذرات اکسید روی است. حضور نانوذرات اکسید روی در ساختار پوشش علاوه بر اینکه خاصیت ضد خوردگی و چسبندگی پوشش به زیرلایه را تقویت کرده، موجب افزایش زیست سازگاری سطح ایمپلنت نیز شده‌است.
به گفته‌ی سبزی، در این تحقیق از روش پوشش‌دهی الکتروفورتیک جهت اعمال پوشش نانوکامپوزیتی هیدروکسی آپاتیت-اکسید روی با نسبت وزنی ۵۰:۵۰ استفاده شده‌است. پس از اعمال فرایند پوشش‌دهی، عملیات سینترینگ در دمای ۵۰۰ درجه به مدت دو ساعت صورت گرفته و در ادامه پوشش اعمال‌شده از حیث ساختار و رفتار الکتروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفته‌است. همچنین نرخ آزاد شدن نیکل در محلول شبیه‌سازی‌شده‌ی بدن ارزیابی شده‌است.
تصاویر میکروسکوپی بیانگر تشکیل پوششی بدون ترک با ضخامت تقریبی ۳۵ میکرون بر روی سطح آلیاژ نیکل-تیتانیم است. همچنین چسبندگی پوشش در حضور نانوذرات روی به زیرلایه‌ی آلیاژی به میزان مطلوب ۲۵٫۴ مگاپاسکال رسیده‌است.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های مهندس مسعود سبزی- دانشجوی مقطع دکتری تخصصی رشته مهندسی مواد دانشگاه شهید چمران اهواز- دکتر صادق معینی‌فر- عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد شوشتر- و مهندس سعید مرساق- دانشجوی مقطع دکتری تخصصی رشته مهندسی مواد دانشگاه مالک اشتر تهران- است. نتایج این کار در مجله‌ی Ceramics International با ضریب تأثیر ۳٫۰۵۷ (جلد ۴۴، شماره ۱۷، سال ۲۰۱۸، صفحات ۲۱۳۹۵ تا ۲۱۴۰۵) منتشر شده‌است.
