نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1
دانشجوی دکتری رشته سرامیک، دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران ، ایران.
2
استاد گروه سرامیک، دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران.
3
استاد گروه سرامیک، دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران،
4
استاد گروه متالورژی صنعتی، دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران.
چکیده
کاشتنیهای دندانی جزو درمانهای متداول دندانپزشکی است و تیتانیم یکی از مواد پرکاربرد در این زمینه محسوب میشود. نقره نیز به دلیل داشتن خاصیت آنتیباکتریایی و کاهش احتمال عفونت پس از جراحی، یکی از گزینههای مطلوب است. اما یک کاشتنی دندانی باید مدول یانگ کمتر و یا در محدوده استخوان فک داشته باشد تا پدیده محافظت تنشی اتفاق نیفتد. یکی از راههای کاهش مدول یانگ، ایجاد تخلخل است. هدف از این تحقیق، ساخت کاشتنی دندانی از جنس تیتانیم- نقره، به روش تفجوشی به کمک جرقه پلاسما (SPS) و با 20-25 درصد تخلخل است. برای این منظور، قطعاتی با ترکیب 1wt.% Ag-Ti و 3wt.% Ag-Ti، تحت دماهای C° 850 و C° 900 و فشار 10 مگاپاسکال و 30 مگاپاسکال ساخته شدند. نتایجXRD وSEM نشان دادکه نمونهها دارای ریزساختار آلفا تیتانیم به همراه حفرههایی در مرز، با اندازه کمتر از 100 میکرون و با مورفولوژی کروی بودند. همچنین، نمونه ساخته شده تحت دمای C° 850 و فشار 10 مگاپاسکال دارای تخلخلی در حدود 20-25 درصد بود و نسبت به سایر نمونهها استحکام فشاری نزدیکتری به استخوان فک داشت. دادههای آماری و مدلسازی در نرمافزار Design Expert نشان داد که با کاهش دما و فشار، تخلخل افزایش مییابد؛ اما کاهش دما در ایجاد تخلخل تأثیرگذارتر است. با توجه به نمودارها میتوان نتیجه گرفت که بیشترین تخلخل، با حفظ خواص مکانیکی کاشتنی، در دمای C° 850، فشار 10 مگاپاسکال و یک درصد نقره حاصل شده است. همچنین، دما و زمان ساخت کاشتنی نسبت به روشهای متداول تفجوشی تیتانیم، کاهش چشمگیری داشت.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Fabrication of Titanium-Silver porous dental implant using spark plasma sintering method
نویسندگان [English]
-
Golsa Mousavi
1
-
Jafar Javadpour
2
-
Bijan Eftekhari Yekta
3
-
Hasan Saghafian
4
1
PhD candidate, School of Metallurgical and Materials Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran.
2
Professor, Ceramic group, School of Metallurgical and Materials Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran.
3
Professor, Ceramic group, School of Metallurgical and Materials Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran.
4
Professor, industrial metallurgy group, School of Metallurgical and Materials Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran.
چکیده [English]
Dental implants are one of the most common treatments in dentistry and Titanium is one of the most widely used materials to make a dental implant. Silver is also a good choice because of its antibacterial properties and reduced risk of infection after surgery. But a dental implant should have a lower Young modulus than the jawbone to prevent stress shielding. One way to reduce the Young modulus is to create porosity. The aim of this study was to make a Titanium-Silver dental implant using spark plasma sintering (SPS) method with 20-25% porosity. For this purpose, parts were made with Ti -1wt.% Ag and Ti -3wt.% Ag, under temperatures of 900 °C and 850 °C and pressures of 10 MPa and 30 MPa. Results of XRD and SEM showed that the samples had alpha-Titanium microstructure with pore size of less than 100 microns with spherical morphology. Also, the sample made at 850 °C and 10 MPa is the best sample because it has 20-25% porosity and compressive strength close to the jawbone, compared to other samples. Statistical data and modeling in Design Expert software showed that porosity increases with decreasing temperature and pressure; but decreasing temperature is more effective in creating pores. According to the three-dimensional diagrams, it can be concluded that, the highest porosity, while maintaining the mechanical properties, was obtained at a temperature of 850 °C, pressure of 10 MPa and 1% Silver.
کلیدواژه‌ها [English]
-
Titanium
-
Silver
-
dental implants
-
Spark Plasma Sintering
)