سيدفخرالدين اشرفي زاده
روشهای ساختافزایشی (AM)، به دلیل قابلیت ایجاد ساختارهای هندسی پیچیده و هدفمند، بهعنوانگزینهای برای ساخت داربستهای فلزی (در حوزه کاشتنیهای متخلخل) مد نظر قرارگرفتهاند. هدف پژوهش حاضر ارزیابی داربستهای فلزی از جنس آلیاژ Ti-6Al-4V ساخته شده به روش ذوب با پرتو الکترونی (EBM)و مطالعه خواص مکانیکی و خوردگی آنها در راستای امکانسنجی استفاده بهعنوانداربست فلزی بود. بدین منظور، از داربستهایی که با دو نوع شبکه رومبیک دودکاهدرون(RD) و الماسی (DO) با اندازه شبکه متفاوت طراحی وساخته شده بود، استفاده شد تا اثر نوع و اندازه شبکه، به عنوان دو عامل کلیدی درتعیین عملکرد داربست، بر خواص مکانیکی و خوردگی، مورد ارزیابی قرار گیرد. یافتههامؤید آن بود که با انجام عملیات پسپردازش اچ شیمیایی میتوان انحراف هندسیداربستهای ساخته شده از طرحوارههای اولیه را کاهش داد. ارزیابی ریزساختاریداربستها نشان دادکه با تغییر در اندازه شبکه به دلیل تغییر در ضخامت میلهها،حجم حوضچه مذاب دستخوش تغییر شده و به دنبال تفاوت در نرخ سرمایش حین فرایند EBM، ریزساختارهای متفاوتی پدید میآید. با این وجود ریزساختار تمامیداربستها متشکل از فاز a و b بود که ریزساختاری مطلوب از دیدگاه مکانیکی برای کاشتنیهای بدناست. رفتار مکانیکی داربستهای Ti-6Al-4V ساخته شده به روش EBM نیز نشان داد که هر دو گروه داربستها دارای استحکام تسلیم مناسب و مدولالاستیک سازگار با استخوان است که میتواند از رخ دادن پدیده سپر تنشی ممانعت بهعمل آورد. نتایج بیانگر آن بود که نوع شبکه اثر چشمگیری بر ترشوندگی دینامیکی ونفوذپذیری داربستها به عنوان عوامل مؤثر بر رفتار زیستی داربستها ندارد، اما باکاهش اندازه شبکه (کاهش اندازه حفرهها)، ترشوندگی دینامیکی و نفوذپذیری کاهشیافت. رفتار خوردگی داربستهای ساخته شده در کوتاه/بلند مدت نشان داد که صرفنظراز نوع شبکه، هر قدر اندازه شبکه داربست بزرگتر باشد، مقاومت به خوردگی بالاتر است؛این موضوع میتواند از سطح در دسترس کمتر آنها نشأت گرفته باشد. داربستهای Ti-6Al-4V ساخته شده رفتار خوردگی بلند مدت مطلوب و رهایش یون قابلقبولی ازخود نشان دادند. در ادامه این پژوهش، از روش اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی (PEO) برای اصلاح سطح داربستهای ساخته شده استفاده شد و تأثیر پوششاکسیدی مورد بررسی قرار گرفت. یافتهها نشان داد که با استفاده از روش PEO میتوان به توزیع یکنواختی از ریزحفرهها با اندازه قطر میانگین mm 1-5 در سطوح خارجی و مرکزی داربست دست یافت. پوشش PEO از دو لایهمتراکم داخلی و متخلخل خارجی تشکیل شده و دارای ضخامتی در محدوده ?m6-4 در نواحی مختلف داربست است. تفاوتهایی از دیدگاه مورفولوژی و ضخامت پوشش در نواحی خارجی و مرکزی داربستمشاهده شد به گونهای که در نواحی مرکزی تعداد ریزحفرههای با اندازه کم بیشتر شدهو ضخامت پوشش نیز کمتر بود. این تفاوتها با کاهش اندازه شبکه داربستها مشهودترشد. ارزیابیهای فازی نشان داد که داربستها متشکل از فازهای اکسید تیتانیوم درشکل روتیل و آناتاز بوده و نوع و اندازه شبکه بر آن تأثیری نداشته است. تغییر توپوگرافی و مورفولوژی سطح و ایجاد پوششهایدو لایه متراکم و متخلخل به واسطه پوششدهی با PEO سبب بهبود رفتار الکتروشیمیایی، زیستفعالی،زیستسازگاری، چسبندگی و تکثیر سلولی در داربستها گردید.

