Journal of Advanced Materials in Engineering (Sep 2024)
بررسی رفتار آنتی‌باکتریال آلیاژ لایه نازک شیشه فلز پایه زیرکونیوم Zr30Cu20Al10Ag10Cr10Si10B10 اعمال‌شده بر روی فولاد زنگ نزن ۳۱۶
Abstract
فولادهای زنگ نزن 316 و 304 از جمله آلیاژهایی هستند که به‌طور معمول برای ساخت تجهیزات پزشکی از جمله ابزارهای جراحی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این فولادها، به علت این‌که هیچ‌گونه خاصیت کنترل‌کننده‌ای در جلوگیری از رشد باکتری و یا از بین بردن باکتری از خود نشان نمی‌دهند، هنگامی‌که در تماس با باکتری‌ها قرار می‌گیرند، به‌شدت آلوده می‌شوند. با اعمال پوشش‌هایی با خاصیت آنتی‌باکتریال بالا تا حد زیادی می‌توان بر این مشکل غلبه کرد. یکی از این پوشش‌ها که در سال‌های اخیر توجه محققین زیادی را به خود جلب کرده است، استفاده از پوشش‌های لایه نازک شیشه فلزی پایه زیرکونیوم می‌باشد. لذا در این پژوهش، پس از مطالعه و بررسی تأثیر عناصر مختلف در رفتار آنتی‌باکتریال یک پوشش، ابتدا آلیاژی با ترکیب شیمیایی Zr30Cu20Al10Ag10Cr10Si10B10 طراحی و تولید شد. در ادامه با اعمال لایه نازکی از آلیاژ مذکور با ساختار آمورف بر روی زیر لایه فولاد زنگ نزن ۳۱۶، رفتار این پوشش در مقابله با دو باکتری متداول بیمارستانی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. در ابتدا پس از توزین و مخلوط کردن عناصر انتخاب‌شده با نسبت استوکیومتری لازم، همگن‌سازی آن‌ها توسط یک آسیاب مکانیکی و استفاده از دستگاه تف‌جوشی به کمک قوس پلاسما، هدفی با ترکیب شیمیایی مورد نظر تولید شد. بررسی‌های ساختاری اولیه نشان داد که عناصر موجود در ترکیب هدف از توزیع یکنواختی برخوردارند. در ادامه با به‌کار‌گیری ترکیب هدف تولیدشده در دستگاه پوشش‌دهی نوع کندوپاش، لایه‌های نازکی از آلیاژ مذکور با ضخامت‌های مختلف بر روی زیر لایه فولاد 316 ایجاد شد. بررسی‌های اولیه نشان داد که این پوشش‌ها، ضمن برخورداری از یک پیوستگی خوب با زیر لایه، دارای ساختار شیشه‌ای و آمورف می‌باشند. در ادامه رفتار آنتی‌باکتریال پوشش ایجادشده در مقابله با دو باکتری اشرشیاکلی و استافیلوکوک اورئوس مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که پوشش‌های ایجادشده به دلیل دارا بودن دو عنصر مس و نقره دارای خاصیت آنتی‌باکتریال بالایی در مقابله با دو باکتری ذکرشده می‌باشند. از طرفی بر اساس بررسی‌های انجام گرفته، اعمال پوشش یاد شده به‌علت کاهش حدوداً 50 درصدی زبری زیر لایه، می‌تواند نقش مهمی در عدم چسبیدن انواع پلاکت‌های خونی انسانی و حیوانی، همچنین سلول‌های سرطانی انسانی و حیوانی به ابزارهای جراحی تولیدشده با استفاده از فولادهای زنگ 316 داشته باشند.
Keywords
