سنتز و مشخصه يابي پوشش خون سازگار كربن شبه الماس (DLC) بر بستره ي آلياژ AZ31 براي كاربرد در استنت هاي قلبي-عروقي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

دكتري

استنت گذاري يكي از مطلوب ترين روش ها جهت درمان گرفتگي عروق كرونري محسوب مي شود. جديدترين نسل از استنت ها، موسوم به استنت هاي تخريب پذير مي باشند. منيزيم و آلياژهاي آن علاوه بر خواص مكانيكي و زيستي بسيار مطلوب، زيست تخريب پذير بوده و براي ساخت استنت هاي تخريب پذير بسيار مورد توجه قرار گرفته اند. اگرچه نرخ تخريب بالاي اين دسته از مواد، موجب عدم تطابق نرخ تخريب و زمان بهبودي شده و كاهش پايداري مكانيكي پيش از بهبود كامل فرد بيمار را به همراه دارد. هدف از اين پژوهش سنتز و مشخصه يابي پوشش خون سازگار كربن شبه الماس (DLC) بر آلياژ پايه منيزيم AZ31 به منظور بهبود رفتار خوردگي، زيست سازگاري و خون سازگاري مي باشد. همچنين از فرآيند اكسيداسيون الكتروليتي پلاسمايي (PEO) جهت كاهش عدم تطابق مكانيكي و بهبود چسبندگي پوشش به زيرلايه استفاده شده است. قابل ذكر است كه كيفيت پوشش و خواص نهايي پوشش هاي DLC به شدت به نسبت پيوندهاي sp2/sp3 در ساختار آنها وابسته است. بنابراين به منظور بررسي تاثير زيرلايه هاي مختلف بر خواص نهايي لايه DLC، ابتدا لايه مياني PEO در دو محلول متفاوت حاوي تركيبات سيليكاتي (PEO-Si) و تركيبات فسفاتي (PEO-Ph) تهيه شد و سپس لايه نهايي DLC روي آنها لايه نشاني شد. به منظور ارزيابي پوشش ها، آزمون هاي پراش پرتو ايكس، طيف سنجي رامان، طيف سنجي فروسرخ با تبديل فوريه، ميكروسكوپ الكتروني روبشي، زبري سنجي و ترشوندگي، آزمون هاي الكتروشيميايي، آزمون غوطه وري در يك دوره 7 روزه، آزمون رهايش يوني، كشت سلولي (بقاء سلولي و چسبندگي سلولي) و بررسي هاي خون سازگاري (جذب پروتئين و هموليز) انجام گرفت. نتايج طيف سنجي رامان نشان داد كه سنتز پوشش DLC با موفقيت بر هر دو زيرلايه PEO-Si و PEO-Ph انجام گرفته است. اگرچه نسبت ID/IG كه متناسب با نسبت پيوندهاي sp2/sp3 است براي نمونه هاي مختلف متفاوت مي باشد. كاهش نسبت ID/IG براي نمونه DLC/PEO-Si نشان دهنده افزايش هيبريداسيون sp3 در ساختار پوشش مي باشد. مكانيزم رشد لايه DLC بر زيرلايه هاي مختلف نشان مي دهد كه تنش باقي مانده نمونه DLC/PEO-Si بيشتر است كه موجب رشد لايه DLC تحت تنش فشاري بيشتري مي شود و خوشه هاي sp3 بيشتري تشكيل مي گردند. همچنين نتايج طيف سنجي فروسرخ با تبديل فوريه نشان دهنده تشكيل تركيب شيميايي بين كربن و سيليسيم در فصل مشترك بين لايه مياني PEO-Si و DLC در حين فرآيند لايه نشاني DLC مي باشد كه پايداري شيميايي اين نمونه را افزايش خواهد داد. نتايج آزمون هاي الكتروشيميايي در محلول بافر فسفاتي در دماي طبيعي بدن (5/0 ± 37) درجه سانتيگراد نشان داد اگرچه هر دو نمونه PEO-Si و PEO-Ph به شكل قابل ملاحظه اي نرخ خوردگي را كاهش داده اند ولي نمونه PEO-Ph عملكرد الكتروشيميايي بهتري نشان مي دهد. از طرف ديگر پس از اعمال پوشش DLC ظرفيت خازني نمونه ها كاهش يافت. همچنين در بين نمونه هاي با پوشش دولايه، نمونه DLC/PEO-Si عملكرد الكتروشيميايي بهتري را نشان مي دهد، كه مي تواند به علت ساختار شبه الماسي بيشتر و پيوند بهتر پوشش و لايه مياني از طريق ايجاد پيوند بين سليسيم و كربن باشد. نتايج حاصل از آزمون غوطه وري در محلول شبيه ساز بدن در دوره 7 روزه نشان داد كه نمونه هاي با پوشش دولايه DLC/PEO كمترين نرخ آزادسازي هيدروژن، نرخ تجزيه و كمترين تغييرات pH محلول را دارا مي باشند و بهترين عملكرد مربوط به نمونه DLC/PEO-Si مي باشد. نتايج آزمون كشت سلول¬هاي HUVEC بر كليه نمونه ها پس از 1، 3 و 7 روز كشت نشان داد كه نمونه هاي با پوشش دولايه DLC/PEO عملكرد بسيار مناسب زيستي ارائه مي دهند و نمونه DLC/PEO-Ph بهترين عملكرد زيستي را در بين كليه نمونه ها پس از 7 روز نشان مي دهد. همچنين نتايج آزمون هموليز نشان داد كه اگرچه با اعمال پوشش PEO رفتار خون سازگاري نمونه ها بهبود مي يابد ولي تنها با اعمال پوشش DLC بر سطح نمونه هاي PEO عملكرد خون سازگاري نمونه ها براي استفاده در ايمپلنت هاي در تماس با خون از جمله استنت هاي قلبي-عروقي مناسب خواهد بود.

219204

مهندسي مواد

پرديس

دانشگاه صنعتي اصفهان