تاثیر اندازه پودر منیزیم در استحکام فشاری بایوکامپوزیت متخلخل منیزیم-هیدروکسی آپاتیت

منیزیم و آلیاژهای آن به دلیل دارا بودن مدول الاستیسیته مشابه با استخوان و همچنین ویژگی‌های زیست سازگاری و زیست تخریب پذیری، کاربردهای گسترده‌‌ای در صنایع پزشکی و ساخت ایمپلنت‌های جذبی پیدا کرده‌اند. از طرفی بکارگیری ایمپلنت‌های منیزیمی با ساختار متخلخل می‌تواند سبب رشد نرخ جایگزینی استخوان به جای ایمپلنت جذبی گردد. با اضافه نمودن ذرات تقویت کننده هیدروکسی آپاتیت به منیزیم و آلیاژهای آن، می‌توان خواص مکانیکی و خوردگی آن را نیز بهبود بخشید. در این مقاله اثر اندازه پودر منیزیم در استحکام فشاری بایوکامپوزیت متخلخل منیزیم-هیدروکسی آپاتیت مورد مطالعه قرار گرفته است. نمونه‌های منیزمی و کامپوزیتی غیر متخلخل و متخلخل با درصد تخلخل حجمی 24% و 58% با استفاده از روش متالورژی پودر ساخته شده‌اند. برای این منظور دو نوع پودر منیزیم با اندازه‌های متفاوت µm 63 و µm 250، ذرات تقویت کننده هیدروکسی آپاتیت و ذرات آمونیوم‌بی‌کربنات بعنوان فاصله ‌دهنده بکار گرفته شد. نتایج آزمون فشار تک محوره نشان داد استحکام تمامی نمونه‌های خالص و کامپوزیتی که با پودرهای منیزیمی به اندازه µm 63 ساخته شده‌اند نسبت به نمونه‌های ساخته شده با پودر µm 250 تا میزان 103% بیشتر است. همچنین در تمامی تخلخل‌های بررسی شده کامپوزیت‌ها در مقایسه با نمونه‌های خالص استحکام فشاری بالاتری از خود نشان می‌دهند.

effect of magnesium particle size on compressive strength of mg/hydroxyapatite porous bio-composite

magnesium and its alloys have found a wide range of applications in medical industry and manufacturing of absorbable bio-implants because of having a modulus of elasticity similar to bone as well as having biocompatibility and biodegradability characteristics. moreover, employing magnesium implants with a porous structure can lead to an increase in the rate of bone replacement instead of the initial absorbable implant. on the other hand, by adding hydroxyapatite reinforcing particles to magnesium and its alloy, their mechanical properties and corrosion resistance may be improved. in this paper, the effect of magnesium particle size on compressive strength of mg/hydroxyapatite porous bio-composites has been studied. the magnesium and composite specimens with non-porous and porous (with a volume porosity of 24% and 58%) structures were produced using powder metallurgy method. for this purpose, two types of magnesium powder with particle sizes of 63 µm and 250 µm, hydroxyapatite particles as reinforcement, and ammonium bicarbonate particles as space holder, were used. the results of the uniaxial compressive tests revealed that the strength of all the pure and composite specimens fabricated by 63 µm powder has improved up to 103%, compared to those of the specimen fabricated by 250 µm powder. in addition, for both amounts of volume porosity, the composites offer a higher compressive strength than that of the pure specimens.