اثرات افزودن کربن نانوتیوب های چنددیواره عامل دار (MWCNT) بر خواص مکانیکی و زیست سازگاری ماتریس پلیمری پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا (UHMWPE) در تعویض مفاصل

پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا (UHMWPE) چندین سال است که به عنوان ماده ی انتخابی در پروتزهای تعویض مفاصل به عنوان جزء مفصلی استفاده می شود. علی رغم ویژگی های بارز فیزیکی و شیمیایی، طول عمر این پلیمر محدود است. یکی از راه های افزایش طول عمر و خواص مکانیکی این پلیمر استفاده از نانوتیوب های کربنی چنددیواره  (MWCNT) است. این نانوذرات به علت خواص مکانیکی فوق العاده و نسبت سطح به حجم بالا کاندید مطلوبی جهت استفاده به عنوان فیلر در پلیمرها هستند. در این پژوهش بررسی افزودن 1/0 درصد وزنی نانوتیوب های کربنی به ماتریس زمینه UHMWPE جهت بررسی خواص مکانیکی و زیست سازگاری این کامپوزیت و مقایسه ی آن نسبت به نمونه UHMWPE خالص انجام شد. بررسی طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) وجود پیک های مشخصه ی پلیمر UHMWPE و نانوذره ی کربنی را تایید کرد. پراش اشعه ی x  (XRD) نشان از افزایش شدت پیک های مشخصه ی کامپوزیت نسبت به نمونه ی خالص داشت. آزمون گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC) افزایش حدود 10 درصدی در بلورینگی کامپوزیت حاوی نانوتیوب کربنی را نشان داد. آنالیز حرارتی مکانیکی دینامیکی (DMTA) افزایش حدود 22 درصدی مدول ذخیره را نسبت به نمونه ی کنترل نشان داد و در نهایت میزان زنده مانی سلول ها از طریق آزمون کشت سلولی (MTT assay) انجام شد که نشان از افزایش 15 درصدی در زنده مانی سلولی در کامپوزیت PE/MWCNT داشت. باتوجه به نتایج مکانیکی و زیست سازگاری مطلوب کامپوزیت نانو کربنی، می توان انتظار داشت که این نمونه بتواند در شرایط بارگذاری های مکانیکی در ناحیه ی مفصلی عملکرد بهتری را در مقایسه با UHMWPE خالص به نمایش بگذارد.