اثرات افزودن کربن نانوتیوبهای چنددیواره عامل دار (MWCNT) بر خواص مکانیکی و زیست سازگاری ماتریس پلیمری پلیاتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا (UHMWPE) در تعویض مفاصل
الموضوعات : فصلنامه زیست شناسی جانوری
محسن فکوری
1
(گروه مهندسی پزشکی (بیومتریال)، دانشکده فنی مهندسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران|گروه بیومتریال، پژوهشکده فناوری نانو و مواد پیشرفته، پژوهشگاه مواد و انرژی، مشکیندشت، کرج، ایران)
محمد تقی خراسانی
2
(گروه پلیمرهای زیستسازگار و پلیمرهای طبیعی، پژوهشکده علوم پلیمر، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، تهران، ایران)
مهدی کمالی دولت آبادی
3
(گروه مهندسی نساجی، دانشکده فنی مهندسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران)
الکلمات المفتاحية: نانوتیوبهای کربنی چند دیواره, پلیاتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا, کامپوزیت UHMWPE/MWCNT, تعویض مفاصل,
ملخص المقالة :
پلیاتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا (UHMWPE) چندین سال است که بهعنوان مادهی انتخابی در پروتزهای تعویض مفاصل بهعنوان جزء مفصلی استفاده میشود. علیرغم ویژگیهای بارز فیزیکی و شیمیایی، طول عمر این پلیمر محدود است. یکی از راههای افزایش طول عمر و خواص مکانیکی این پلیمر استفاده از نانوتیوبهای کربنی چنددیواره (MWCNT) است. این نانوذرات به علت خواص مکانیکی فوقالعاده و نسبت سطح به حجم بالا کاندید مطلوبی جهت استفاده بهعنوان فیلر در پلیمرها هستند. در این پژوهش بررسی افزودن 1/0 درصد وزنی نانوتیوبهای کربنی به ماتریس زمینه UHMWPE جهت بررسی خواص مکانیکی و زیست سازگاری این کامپوزیت و مقایسهی آن نسبت به نمونه UHMWPE خالص انجام شد. بررسی طیفسنجی مادونقرمز تبدیل فوریه (FTIR) وجود پیکهای مشخصهی پلیمر UHMWPE و نانوذرهی کربنی را تایید کرد. پراش اشعهی x (XRD) نشان از افزایش شدت پیکهای مشخصهی کامپوزیت نسبت به نمونهی خالص داشت. آزمون گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC) افزایش حدود 10 درصدی در بلورینگی کامپوزیت حاوی نانوتیوب کربنی را نشان داد. آنالیز حرارتی مکانیکی دینامیکی (DMTA) افزایش حدود 22 درصدی مدول ذخیره را نسبت به نمونهی کنترل نشان داد و در نهایت میزان زندهمانی سلولها از طریق آزمون کشت سلولی (MTT assay) انجام شد که نشان از افزایش 15 درصدی در زندهمانی سلولی در کامپوزیت PE/MWCNT داشت. باتوجه به نتایج مکانیکی و زیست سازگاری مطلوب کامپوزیت نانو کربنی، میتوان انتظار داشت که این نمونه بتواند در شرایط بارگذاریهای مکانیکی در ناحیهی مفصلی عملکرد بهتری را در مقایسه با UHMWPE خالص به نمایش بگذارد.
_||_