مقاله توليد نگهدارنده هاي تيتانيومي متخلخل

توليد نگهدارنده هاي تيتانيومي متخلخل با استفاده از روش متالوژي پودر براي كاربردهاي بيومديكال
1- مقدمه
هدف اصلي از مهندسي بافت احياء و بازسازي بافت ها و ارگان هاي بدن است. براي دسترسي به اين هدف از نگهدارنده هاي متخلخل كه بافت هاي بدن را شبيه سازي مي كند استفاده مي كنيم.
تيتانيوم به دليل تماس مستقيمي كه بين استخوان و ايمپلنت اتفاق مي افتد به طور گسترده در ساخت ايمپلنت هاي دندانپزشكي و استخوان بندي استفاده مي شود. تيتانيوم خواص زيست پذيري خوبي دارد، مقاومت آن به خوردگي بالاست و بادوام است و به علاوه آماده كردن آن در شكلهاي مختلف آسان است.
چون استخوان مي تواند در درون تخلخل رشد كند از تيتانيوم متخلخل به عنوان ايمپلنت استفاده مي كنيم. تخلخل باعث مي شود استخوان در داخل آن رسد كند و يك پيوند قوي بين استخوان و ايمپلنت شكل بگيرد و تخلخل فضاي كافي براي رشد بافت جديد را فراهم مي كند همچنين مسيري براي انتقال مايعات درون بدن فراهم مي كند. اين ساختار متخلخل كاربردهاي فراواني از قبيل تثبيت كننده هاي نخاعي، ايمپلنت هاي دندانپزشكي، نگهدارنده هاي استخوان و …
دارد. تعداد روش هاي كمي براي ساخت ساختارهاي متخلخل با شكل هاي پيچيده وجود دارد كه نياز به ماشين كاري ندارند. يكي از روش ها روش متالوژي پودر است كه موجب كاهش هزينه و زمان توليد مي شود. در اين مقاله بافت زنده را در محل برخورد استخوان و ايمپلنت مورد ارزيابي قرار مي دهيم.
– مواد و روشها
2-1- آماده سازي نمونه
با استفاده از روش متالوژي پودر(PM) نگهدارنده هاي تيتانيومي متخلخل و چگال مي سازيم. براي ساخت نگهدارنده هاي متخلخل از پودر تيتانيوم خالص كه با روش هيدروژن/ دي هيدروژن(HDH) ساخته مي شود استفاده مي كنيم. اين پودر در هوا و در(IAE/AMR) Institute’s Department ساخته مي شود. اندازه متوسط پودر تيتانيوم 80 است. از پودر اوره به عنوان ماده پركننده استفاده مي شود و اندازه دانه هاي آن بين 250 تا 350 ميكرومتر است. شكل اجزاء پودر اوره و تيتانيوم هر دو بي شكل است. اما نمونه تيتانيومي چگال فقط با استفاده از پودر تيتانيوم خالص توليد مي شود.
براي ساخت نگهدارنده هاي تيتانيومي متخلخل پودر اوره و تيتانيوم را با نسبت وزني 20-80 تركيب مي كنيم. حال تركيب به دست آمده را در
قالب هاي فولادي به صورت تك محوري تحت فشار Mpa100 و سپس به صورت چند محوري تحت فشار Mpa200 پرس مي كنيم. سپس نمونه را تحت شرايط خلاء(torr7-10) در دماي cْ1200 و به مدت يك ساعت زينتر مي كنيم. سپس نمونه را به منظور از بين بردن كامل ماده پر كننده در هوا و دماي cْ180 به مدت 2 ساعت عمليات حرارتي مي نماييم. پارامترهاي مورد استفاده در آماده سازي نمونه چگال هم مشابه فوق است.
نمونه هاي زينتر شده به صورت قطعات استوانه اي با قطر mm3 و طول mm6 هستند(شكل 1). اندازه تخلخل و توزيع آن در نمونه با كنترل ميزان اوره در پودر تيتانيوم كنترل مي شود.
2-2- اندازه و توزيع منافه- آناليز متالوگرافيك
نگهدارنده هاي تيتانيومي متخلخل و چگال در رزين اكريليك جاسازي شده و سپس به صورت شعاعي با يك ابزار برنده الماسه برش زده مي شوند.(Labcut lolo-EXTEC) سپس همه نمونه ها با كاغذ سنباده پوليش كاري مي شوند. درجه كاغذ سنباده ها به صورت افزايشي، 600، 800 و 1200 است. بعد از آماده سازي متالوگرافي، اندازه منافذ، توزيع آن و به هم پيوستگيشان با روش SEM(VPI 435 LEO) و با بزرگنمايي 100 برابر مورد بررسي قرار مي گيرد. درصد تخلخل و
اندازه آن ها با استفاده از آناليز نرم افزاري عكس SEM انجام مي شود.
2-3- رويه پزشكي
21 خرگوش انتخاب كرده و در پاهاي آن ها نگهدارنده قرار مي دهيم. با عمل جراحي سه نگهدارنده تيتانيومي متخلخل در پاي چپ خرگوش قرار داده و سه نگهدارنده چگال در پاي راست آن قرار مي دهيم. نهايتا 21 خرگوش را به طور اتفاقي در سه گروه 7 تايي تقسيم مي كنيم. هر كدام از اين گروه ها را به ترتيب يك، چهار و هشت هفته بعد از قرار داده ايمپلنت مي كشيم و پاي آن ها را قطع كرده و محل تماس استخوان و ايمپلنت را مورد ارزيابي قرار مي دهيم.
2-4- آناليز SEM و EDS
پس از مرگ خرگوش ها، قطعه اي از پاي خرگوش را كه محتوي ايمپلنت است قطع كرده و بي درنگ در محلول 10% فرمالين، دي هيدرامين قرار داده و سپس در بلوك هايي از جنس رزين پلي استر جاسازي مي كنيم(208 orto crystal T). بلوك ها با ابزار برنده الماسه(Labcut 1010- EXTEC) به صورت طولي بريده شده و با كاغذ سنباده هاي درجه 400، 600 و 1200 سطح مقطع آن ها پوليش كاري خواهد شد(Labpol 8-IT,EXTEC). سپس سطح مقطع با استفاده از روش SEM مورد ارزيابي قرار مي گيرد.
همچنين تركيب شيميايي استخوان اوليه، استخوان جديد، ايمپلنت متخلخل و محل برخورد استخوان و ايمپلنت با روش EDS مورد ارزيابي قرار مي گيرد.
3- نتايج
3-1- آناليز متالوگرافي
در ريز ساختار نمونه تيتانيومي چگال هيچگونه تخلخلي مشاهده نمي شود. در نمونه تيتانيومي متخلخل كه با روش متالوژي پودر آماده شده است، منافذ سه بعدي به هم پيوسته مشاهده مي شود(شكل 2). اندازه متوسط منافذ 210 480 و مجموع تخلخل نمونه در حدود % 4/2 36 است. شكل 3 اين تخلخل هايي به هم پيوسته را نشان مي دهد.
3-2- ارزيابي بافت شناسي
نتيجه عمل جراحي همه حيوانات رضايت بخش بود و هيچگونه التهاب و عفونت بعد از عمل جراحي مشاهده نشد. حضور بافت احاطه كننده در اطراف ايمپلنت مورد ارزيابي قرار گرفت و هر گونه بي نظمي در اين محل ثبت شد.
شكل 4 محل تقاطع ايمپلنت و استخوان را بعد از يك هفته قرار دادن ايمپلنت نشان مي دهد. همان گونه كه مشاهده استخوان رشد كمي داشته و هنوز تماسي بين استخوان ايمپلنت ظاهر نشده است. اين قضيه هم براي نمونه چگالي و هم براي

فایل : 7 صفحه

فرمت : Word