ساخت و مشخصه‌يابي خواص مكانيكي و فيزيكي نانوكامپوزيت‌هاي الاستومر تقويت شده با تيتانيوم دي اكسيد/نانورس مورد استفاده در ساخت اندام‌هاي پروتز مصنوعي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

يكي از نيازهايي كه از قديم مورد توجه بيماران، معلولين و يا اشخاص با ضايعه اندام روبرو بوده‌اند، اندام‌هاي جايگزين اندام‌هاي طبيعي خود مي‌باشد كه مي‌تواند شامل دست، پا، بيني و لاله گوش و يا ديگر اندام‌ها شود. نه تنها در خصوص عارضه‌هاي مادرزادي بلكه در حوادث متعدد ممكن است شخص دچار نقص و يا قطع عضو گردد. پيشرفت علم در راستاي ساخته شدن پروتز‌هاي كامپوزيتي، توانسته است درد و رنج ناشي از مشكلات نقص عضو را كاهش دهد. به همين علت پروتز‌هاي كامپوزيتي براي اين منظور ساخته شده است. در حال حاضر يكي از پركاربردترين مواد مورد استفاده در ساخت پروتزهاي اندام مصنوعي، سيليكون مي‌باشد كه در عين خواص مناسبي مانند انعطاف‌پذيري و زيست‌سازگاري، مشكلات زيادي براي مصرف كنندگان ايجاد نموده است. پروتزهاي سيليكوني داراي مقاومت مورد رضايت افراد را نداشته و در عين حال داراي چگالي زيادي هستند كه به ويژه در پروتزهاي مورد استفاده در دست بسيار آزار دهنده و خسته كننده است. همچنين، مطابق با تحقيقات صورت گرفته، عمده اندام‌هاي پروتزي داراي خواص ضد باكتري و يا آب‌دوستي مناسب به منظور ايجاد راحتي براي افراد در خصوص تعرق ايجاد شده، نيستند. از جمله مسائل مطرح شده در خصوص دستكش‌هاي سيليكوني فعلي افت خواص مكانيكي و يا پارگي زودرس اعضاء پروتزي بوده كه در ضمن سنگين بودن عضو هزينه هاي گزافي را نيز براي جامعه هدف به همراه دارد. با توجه به زمينه مورد پژوهش در اين پروژه، ساخت و سنتز نانوكامپوزيت‌هاي الاستومري محور اصلي پروژه در خصوص نمونه سازي و مشخصه يابي مواد خواهد بود كه با تغييرات در درصد وزني پليمرهاي فاز زمينه، آلياژ سازي و درصد مواد افزودني و همچنين روش ساخت و ديسپارسيون ذرات به بهينه يابي خواص پرداخته كه در نتيجه آن فرمولاسيون دقيق براي ساخت پروتز هاي اندامي معرفي مي‌گردد. در اين پژوهش، سه پليمر رزين الاستومر پايه سيليوكن، پلي‌يورتان سختي شور 70 و 80 و تقويت‌كننده‌هاي نانورس، تالك، تيتانيوم دي اكسيد و اروزيل با درصدهاي وزني 0 – 1 – 2 – 4 – 5 – 6 و 8 مورد استفاده قرار گرفت كه تعدادي از اين درصد وزني‌ها به صورت تركيبي (هيبريدي) مي‌باشد. در اين پژوهش در مجموع 13 نوع آزمون در قالب 4 شاخه آزمون‌هاي مكانيكي، حرارتي، زيست‌سازگاري و مشخصه‌يابي ساختاري صورت پذيرفت و شامل آزمون‌هاي استحكام كشش، پارگي، سختي، چگالي، زاويه تماس آب، تخريب يو-وي، تخريب تعريق، آناليز گرماسنج روبشي تفاضلي، حساسيت pH، سميت آنتي‌باكتريال، سميت كشت سلولي، آناليز پراش اشعه ايكس و آناليز ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني مي‌باشد. نمونه‌هاي برتر، خواص مكانيكي، حرارتي، زيست‌سازگاري و ساختاري قابل قبولي ارائه كردند و قابليت جايگزيني نمونه‌هاي سيليكوني را به صورت كامل دارد و عملا مي‌توان به عنوان نسل جديدي از پروتزهاي اندام مصنوعي با خواص و قابليت‌هاي ترقي يافته معرفي شود.

219081

طراحي كاربردي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان