مواد و ساخت پیشرفته

تیتانیوم در حال تبدیل به بزرگترین ماده مهندسی پزشکی است. آلیاژهای تیتانیوم به دلیل خواص عالی برای استفاده در ایمپلنت­ها بهترین گزینه هستند. این فلز به عنوان یک ماده زیستی سازگار بی‌نقص عمل می‌کند و هنگام قرار گرفتن در بدن باعث واکنش‌های نامطلوب نمی‌شود. همچنین به لحاظ مکانیکی بسیار خوب عمل کرده و در برابر خوردگی و استخوان‌سازی نوعی عکس‌العمل هوشمند و موافق با درمان را بروز می‌دهد.  همچنین تیتانیوم به عنوان یک فلز زیست ماده، غیر سمی است و پس از کاشت در بدن باعث ایجاد هیچ التهابی نمی شود. در ارتوپدی زیست‌سازش‌پذیری مهمترین بخش است و تیتانیوم شاهراهی بود که پزشکی ارتوپدی به آن نیاز داشت.

این در حالی است که عملکرد بسیاری از ایمپلنت‌های فلزی زیست‌پزشکی ذاتاً به دلیل عدم تطابق خواص مکانیکی بین فلز و بافت استخوانی بیولوژیکی که آن را ارتقا می‌دهد، محدود می‌شود. بر این اساس، در تحقیقات جدید، از یک رویکرد طراحی آلیاژ برای جداسازی ترکیبات آلیاژ تیتانیوم برای زیست­ سازگاری استفاده می‌شود که مدول الاستیسیته کمتری نسبت به تیتانیوم نوع Ti-6Al-4V که معمولاً برای این کاربرد استفاده می‌شود، نشان می‌دهند. با توجه به علاقه به استفاده از آلیاژها در پزشکی، قابلیت ساخت افزودنی نیز در نظر گرفته شده است که منجر به شناسایی ترکیباتی با حساسیت به ترک خوردگی کم و با تمایل به رشد غیر مسطح شده است.

به همین منظور، یک ترکیب آلیاژ بهینه برای ذوب لیزری انتخابی انتخاب شده و قابلیت پردازش و خواص مکانیکی آن مورد آزمایش قرار گرفته است.  ساخت افزایشی برای مهندسی و طراحی یک ریزساختار ناهمگن با استحکام و شکل‌پذیری ترکیبی فوق‌العاده استفاده می‌شود.

نتایج این تحقیقات، مناسب بودن آلیاژهای تیتانیوم جدید را برای کاهش سفتی به میزان مورد نیاز و در عین حال قابلیت داشتن استحکام های فوق العاده را تایید می‌کند.

منبع:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359645422001355