بررسی اثرات افزودن هم‌زمان آلفا توکوفرول (ویتامین E) و کربن نانوتیوب‌های چند دیواره عامل دار (MWCNT) بر خواص مکانیکی و زیست سازگاری ماتریس پلیمری پلی‌اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا (UHMWPE) باهدف کاربرد در تعویض مفاصل

Abstract

مقدمه: پلی‌اتیلن با وزن مولکولی فوق‌العاده بالا (UHMWPE) به علت خواص فیزیکی و شیمیایی فوق‌العاده، طی سه دهه‌ی اخیر به‌عنوان ماده انتخابی در پروتزهای تعویض مفاصل استفاده شده است. بااین‌وجود، سایش و اکسیداسیون این پلیمر در درازمدت منجر به استئولیز (تخریب استخوان) و محدودکردن طول عمر این پروتز می‌شود. یکی از روش‌های موثر جهت جلوگیری از اکسیداسیون، استفاده از α-توکوفرول در ماتریس UHMWPE است. اما حضور این افزودنی به تنهایی باعث بهبود عملکرد مکانیکی UHMWPE نمی شود. از طرف دیگر استفاده از نانوتیوب‌های کربنی چند دیواره (MWCNTs) به دلیل خواص استثنایی مانند مدول الاستیک و نسبت سطح به حجم بالا،نشان داده شده است که می توانند موجب بهبود خواص مکانیکی شوند. با این وجود پیدا کردن مقادیر بهینه استفاده از MWCNTs و ویتامین E به صورت همزمان جهت بهبود خواص مکانیکی این پلیمر بسیار حیاتی و مهم است.روش‌ها: در این پژوهش جهت بررسی و مقایسة تاثیر نانوتیوب‌های کربنی بر خواص کامپوزیت UHMWPE حاوی ویتامین E، دو کامپوزیت، یکی حاوی 0.2 درصد وزنی ویتامین E و دیگری حاوی 0.25 درصد وزنی ویتامین E به همراه 0.5 درصد وزنی MWCNT تولید شدند. نتیجه و بحث: طیف‌سنجی مادون‌قرمز تبدیل فوریه (FTIR) افزایش پیک‌های مشخصه ی کامپوزیت PE-E/CNT را نسبت به کامپوزیت PE-E گزارش داد. گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC) افزایش حدود 7 درصدی بلورینگی را در کامپوزیت PE-E/CNT گزارش داد. آنالیز حرارتی مکانیکی دینامیکی (DMTA) نیز بهبود خواص الاستیک را در کامپوزیت PE-E/CNT نسبت به کامپوزیت حاوی ویتامین E نشان داد.

Keywords

• : کامپوزیت uhmwpe/vitamin e
• کامپوزیت زمینه uhmwpe
• کامپوزیت uhmwpe/vitamin e/mwcnt
• مفاصل مصنوعی