بررسي افزودن نانو صفحات گرافني به بدنه زيركونيايي جهت بهبود خواص زيستي و مكانيكي ايمپلنت هاي مفصل ران

زيركونياي پايدار شده با ايتريا به دليل چقرمگي شكست بالا ناشي از استحاله تتراگونال به مونوكلينيك و زيست سازگاري مناسب، سال ها به عنوان جايگزين مفصل ران مورد استفاده قرار گرفته است. از مشكلات اصلي اين بدنه، مي توان به ناپايداري فازي آن در محيط مرطوب بدن (پيرشدگي) اشاره كرد. يكي از راهكارهاي موجود استفاده از افزودني است كه حين كنترل اين استحاله با مكانيزم هاي ديگري كاهش چقرمگي شكست را جبران كند. از آنجايي كه در دهه اخير، نانو صفحات گرافني به عنوان تقويت-كننده هاي موثر در زمينه هاي سراميكي به كار گرفته شده اند، در اين پژوهش بدنه هاي كامپوزيتي زيركونيا و يك درصد وزني نانو صفحات گرافني مورد بررسي قرار گرفتند. اين بدنه ها پس از مخلوط سازي اوليه، به روش SPS در دماي oC1400 زينتر شدند. خواص مكانيكي و زيست سازگاري بدنه ها مورد مطالعه قرار گرفت. بررسي خواص مكانيكي بدنه هاي زينتر شده نشان داد كه افزودن گرافن منجر به افزايش (MPa.m1/281/5) چقرمگي شكست در مقايسه با بدنه زيركونيايي (MPa.m1/223/4) شد. آناليز فازي سطوح شكست، كاهش استحاله چقرمه ساز تتراگونال به مونوكلينيك را در بدنه هاي حاوي نانو صفحات گرافني نشان داد. در حالي كه تصاوير SEM از سطوح شكست، ثابت كرد كه اين كاهش چقرمگي شكست در بدنه كامپوزيت زيركونيا/گرافن به دليل فعال شدن مكانيزم هاي چقرمه ساز پل زني و بيرون كشيده شدن گرافن جبران شده است. از آنجايي كه بررسي هاي سلولي، عدم سميت و بهبود رشد و تكثير سلولي را در بدنه كامپوزيت زيركونيا/گرافن تائيد كرد، در نتيجه به نظر مي رسد كه بدنه كامپوزيت زيركونيا/گرافن مي تواند جايگزيني مناسب براي ايمپلنت هاي زيركونيايي ناپايدار مفصل ران باشد.