ساخت و بررسی خواص سیمان استخوانی بر پایه آلفا تری کلسیم فسفات متخلخل شده با روش نوین استفاده از گاز دی‌اکسید کربن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

پژوهشکده نانوفناوری و مواد پیشرفته، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران

چکیده

در این تحقیق برای تولید ماکروتخلخل‌ها در سیمان کلسیم فسفاتی بر پایه آلفا تری کلسیم فسفات، از گاز دی‌اکسید کربن محلول در فاز مایع سیمان استفاده شده است. فاز پودر سیمان شامل 90% آلفا تری کلسیم فسفات و 10% هیدروکسی آپاتیت و فاز مایع محلول 4 درصدی Na2HPO4 حاوی 25 درصد آب گازدار بود. سیمان متخلخل با مخلوط کردن فاز جامد و فاز مایع ایجاد شد که آزاد شدن گاز CO2 محلول در مایع بواسطه تنش‌های مکانیکی ایجاد شده در اثر همزدن خمیر سیمان بود. نتایج آزمایش میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی نشان داد که ریزساختار سیمان شامل تخلخل‌های درشت با اندازه میانگین حدود μm 70 است و مورفولوژی سیمان قرار گرفته در محلول شبیه به مایعات بدن، نانوبلورک‌های تیغه‌ای شکل هیدروکسی آپاتیت کم کلسیم را نشان می‌داد که همان فاز مشابه فاز مینرالی استخوان است. وجود نانوبلورهای آپاتیت در کنار آلفا تری کلسیم فسفات واکنش نکرده در الگوهای پراش اشعه ایکس نمونه‌های غوطه‌ور شده در محلول شبیه بدن نیز مشاهده شد. طیف‌سنجی مادون قرمز فوریه نیز بیانگر تشکیل هیدروکسی آپاتیت کم کلسیم کربناتی بود. این نانوبلورها سرعت حلالیت بالایی دارند که سبب جایگزینی سریع­تر استخوان بجای آنها می‌گردد. میزان تخلخل کل در نمونه متخلخل شده حدود 47% و میزان ماکروتخلخل ایجاد شده 1/3% بود. محدوده استحکام فشاری بعد از 14 روز قرارگیری در محلول شبیه به مایعات بدن از 3 به MPa17 رسید. زمان گیرش اولیه سیمان حدود 16 دقیقه اندازه‌گیری شد.

کلیدواژه‌ها