تیتانیم متخلخل با ساختار در هم تنیده پر شده با منیزیم، مستعد برای کاربردهای زیست پزشکی

Porous titanium with entangled structure filled with biodegradable magnesium for potential biomedical applications

چکیده

تیتانیم متخلخل (p-Ti) با ساختار در هم تنیده، به خاطر خواص مکانیکی مطلوب (مانند سختی مناسب و اطمینان بالا) و ساختار متخلخل به هم پیوسته که فضای کافی را برای رشد بافت های زنده فراهم می‌کند، به عنوان ماده ای مستعد برای کاربردهای پزشکی در مواضع اعمال بار توسعه داده شده است. اما مدول الاستیک این ماده به خاطر ویژگی انعطاف پذیر ساختار تیتانیومی سیمی در هم تنیده نسبتاً پایین است. اگر مانع انعطاف پذیری ساختاری شویم (مثلاً نقاط عرضی آزاد سیم با سینتر شدن ثابت شود و یا با لحیم کاری به هم متصل شوند)، مدول الاستیک و استحکام تسلیم به طور قابل توجهی بهبود می یابند.

روش سابق می توانست به طور تقریبی مورفولوژی حفره های به هم پیوسته و تخلخل را حفظ کند، اما توسعه آن به علت ضعیف بودن اتصالات عرضی سیم تیتانیم توسط سینتر کردن محدود شده بود. روش بعدی ذکر شده به نظر موثرتر به نظر می رسید، زیرا که پیوند محکم بین سیم های عرضی با استفاده از لحیم کردن مناسب قابل انتظار بود. مسئله در این است که چگونه می توان لحیم را تر کرد و تنها گره های عرضی سیم ها را هدف گذاری کرد و نیز تا حد امکان از پر شدن حفره ها جلوگیری کرد. علاوه بر این، زیست سازگاری لحیم نیز در زمانی که در مقابل تیتانیم خالص قرار می گیرد، باید در نظر گرفته شود.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

Porous titanium (p-Ti) with entangled structure has been developed and suggested for potential load-bearing biomedical applications because of its favorable mechanical properties (e.g., good toughness and high reliability in service) and the interconnected porous structure that can provide adequate space for ingrowth of the living tissue [1,2]. However, the elastic modulus of this material is relatively low due to the flexible feature of the entangled titanium wire structure [1]. If the structural flexibility was inhibited (for example, the free wire cross points were fixed by sintering [2] or metallurgically bonding with solder [3]), the elastic modulus and the yield strength would be greatly enhanced.

The former method could roughly maintain the interconnected porous morphology and the porosity, but the enhancement was limited because the Ti wire cross joints formed by sintering were relatively weak. The latter method seemed very effective because the strong bonding between cross wires by using appropriate hard-solder could be expected. The crux lies in how to make the solder wet and target the wires-cross-nodes only, but fill the pores as less as possible. Moreover, the biocompatibility of the solder must be considered when it is introduced into the p-Ti material.