חומר טיטניום מבנה מיקרו נקבובי

טיטניום נמצא בשימוש נרחב במוצרים רפואיים מושתלים אנושיים בגלל תאימות ביולוגית טובה שלה, bacteriostasis, חוזק גבוה, משקל קל, עמידות בפני קורוזיה, וללא משקעים מתכת כבדה.

לאחרונה, מדענים מארצות הברית, יפן ודרום קוריאה פיתחו שיטה חדשה להכנת חומרי טיטניום עם מיקרו-מבנים תלת מימדיים. תחילה הם הכינו רשת טיטניום הידריד דו-שכבתית על ידי הדפסה, ואז גלגלו את הרשת לצילינדר וצמצמו אותה לטיטניום על ידי סינוטר ואקום חלקי. שיטה זו מעניקה לנו גמישות רבה יותר בשליטה על הצורה והגיאומטריה של החומר. באמצעות טכניקה זו, החוקרים פיברקו לחמניות טיטניום רשת ואפיינו את המיקרו-מבנה שלהם ואת התכונות המכניות שלהם. הדיו המשמש להדפסה מורכב מאבקת טיטניום הידריד וקופולימר. החוקרים מדדו את המשקל, הקוטר והגובה של סלילי הטיטניום לפני ואחרי טיפול בחום כדי לחשב את נקבוביות החומר. הם גם ביצעו בדיקות דחיסה חד-מינית על החומר, תוך מדידת המתח והקשיות של החומר.

תוצאות הניסוי מראות כי מבנה רשת זה מקבל התאמה טובה מאוד של נוקשות, קשיות ופלסטיות. רשתות דו-שכבתיות אורתוגונליות חוטאות היטב יחד. מיקרופורים ניתן לראות על סיבי טיטניום של כל שכבה. ככל שגודל החלקיקים של האבקה פוחת, תכונות הסינטר שלה גדלות, בעוד הנקבוביות פוחתת.

לטיטניום עם מבנה מיקרו-נקבובי יש שני יתרונות נוספים להשתלה בגוף האדם:

1. להפחית את הנוקשות של החומר, ובכך להחליש את אפקט מיגון הלחץ;

שנית, זה יכול להציג צמיחת עצם ולהאיץ את השילוב של גוף האדם ואת השתל. טיטניום עבור מבני מסבך או microarrays משלב חוזק גבוה, צפיפות נמוכה, והתנגדות נזק מעולה.

מבחינת השיטות הנוכחיות להכנת חומרים כאלה, הם כוללים בעיקר יציקה מדויקת העתק, sintering של מערכי חוט מוערמים, או קרן אלקטרונים סלקטיבית / sintering לייזר של אבקת טיטניום.

בסופו של דבר, החוקרים מצאו כי שיטת ההכנה של חומר טיטניום מיקרו מובנה חדש זה אינו מתאים רק מתכת טיטניום, אבל יכול גם להיות מורחב באופן מושלם למתכות מעשיות אחרות באמצעות שיטה זו, והוא יכול לשמש אפילו עבור חומרים קרמיים מבוססי תחמוצת sinterable.