منصة الرسائل والاطاريح: تقنيات مختلفة لتحسين سطح الفولاذ المقاوم للصدأ (316L) للعدد الجراحية

الخلاصة

تصنع اكثر الاجهزة الطبية من المواد المعدنية ، من نوع الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي وسبائك التيتانيوم ، والتي تمتاز بمقاومة جيدة للتآكل ، وخصائص ميكانيكية مناسبة ، وتوافق حيوي جيد. بشكل عام بسبب الاجراءات غير المناسبة من قبل الطاقم الطبي اثناء عمليات التطهير والتعقيم او استخدام مواد ملوثة او مواد كيميائية مركزة، لذلك غالبا ما يكون عمر الأجهزة الطبية محدوداً. من أجل تجاوز هذه المحددات ، تم في هذه الرسالة ، إجراء تحسينات سطحية مختلفة على سبيكة ) ،(316 L SSثم تمت دراسة تأثير نوع التحسين السطحي ومتغيراته على الخصائص الميكانيكية ، وخصائص السطح ، والنشاط المضاد للبكتيريا وقوة الالتصاق ومقاومة التآكل للطبقة السطحية المتكونة نتيجة لهذه التحسينات وتحديد القيم المثلى لتلك المتغيرات. تم استخدام طريقتين لتحسين السطح لسبائك الفولاذ المقاوم للصدأ ) (316 L SSبظروف مختلفة لكل طريقة: تقنية الأنودة بجهد ( )10 ، 8 ، 6فولت ومسافة ( )6 ، 4 ، 2سم بأوقات (5 ، )10دقائق؛ بعد ذلك تم اخذ العينة الافضل بعد اجراء الفحوصات المختلفة والتي كانت ،A34بعد ذلك تم ترسيب طبقة من الفضة بطريقة الترسيب الفيزيائي وبأستخدام تقنية البلازما المتطايرة DC بجهد ( 1400فولت) فولت وتيار ( )20مللي أمبير لمدة ( )2ساعة. تمت دراسة الخواص الميكانيكية للطبقة السطحية المتكونة باستخدام اختبار صلادة فيكرز الدقيقة ، بينما تمت دراسة خصائص السطح بالمجهر الإلكتروني ( )FESEMومجهر القوة الذرية ( ، )AFMبالإضافة إلى فحص التركيب الكيميائي للتوزيع العناصر الموجودة على سطح الطبقة المترسبة باستخدام التحليل الطيفي المشتت للطاقة ( .)EDSأما الأطوار المتكونة نتيجة التحسينات السطحية للطبقة المترسبة فقد تم تحليلها بواسطة حيود الأشعة السينية (.)XRD بعد ذلك ، تم اختبار مقاومة الطبقة المترسبة للبكتيريا الضارة ، الإشريكية القولونية ، ومقاومتها للالتصاق. أخي ًرا ، تمت دراسة سلوك العينات المحسنة السطحية في السائل الذي يحاكي جسم الإنسان ( )Tyrode's solutionباستخدام جهد الدائرة المفتوحة واختبار الاستقطاب الكهروكيميائي الديناميكي والدوري. أظهرت النتائج أن قيمة الصلابة العالية للعينة المؤكسدة بلغت ( .HV )475كشفت نتائج ( )XRDو ( )FE-SEMعن تكوين أطوار جديدة في الطبقة السطحية ( ، )Cr2O3مما يدل على أن ظروف تعديل السطح كانت جيدة جدًا ، بينما أظهرت نتائج ( )AFMزيادة في قيم خشونة السطح لعينات السطح المعدلة مع زيادة زمن المعالجة. أظهرت نتائج الاختبار المضاد للنشاط البكتيريا بسلالات الإشريكية القولونية أن الطبقة المترسبة من تحسينات السطحية لها تأثير قوي مضاد للبكتريا لمنع نموها. أما بالنسبة لنتائج اختبار مقاومة الالتصاق، فقد تبين أن الطبقة المترسبة لجميع أنواع الطلاءات السطحية لها قوة التصاق مقبولة.أظهرت نتائج منحنيات الاستقطاب زيادة في مقاومة التآكل للعينات المحسنة سطحياً مقارنة بالعينات غير المطلية. أوضحت النتائج أن أفضل حالة للأنودة كانت عند الوقت ( )5دقائق و ()8 فولت و ( )4سم حيث كان معدل التحسن %75في محلول ( ، )Tyrode's solutionبينما كان لترسيب الفضة باستخدام تقنية ترسيب البخار الفيزيائي بتقنية البلازما بالتيار المستمر وبزمن طلاء ( )2ساعة حيث كان التحسن للطبقة المترسبة %81 ستلبي المعالجات والتعديلات السطحية التي تم استخدامها لتحسين سبيكة ) (316 L SSمن حيث الخواص الميكانيكية ومقاومة التآكل لتحاكي المتطلبات المستقبلية لتطبيق السبيكة اعلاه كمنافس قوي وبديل للتطبيقات الطبية الحيوية وخصوصاً في مجال الأدوات الجراحية