مناقشة اطروحة دكتوراه (( لبدائل المفاصل المزروعة في جسم الانسان )) في كلية هندسة المواد

التاريخ :21/06/2020 09:49:26
كلية هندسة المواد
كتـب بواسطـة  زيد فلاح عزيز عدد المشاهدات 191


 

                            

                                     مناقشة اطروحة دكتوراه (( لبدائل المفاصل المزروعة في جسم الانسان )) في كلية هندسة المواد

 

 

 

      ناقشت كلية هندسة المواد قسم البوليمرات و الصناعات البتروكيمياوية الطالبة مسار نجم عبيد عن اطروحتها الموسومة

 

                                                    ((  التحليل الميكانيكي )المرن- اللدن( والظروف الترايبلوجية لبدائل المفاصل المزروعة في جسم الانسان ))

 

                              باشراف أ.د. نجم عبد الامير سعد وكانت المناقشة الكترونية بشكل مثالي تماشيا مع التعليم الالكتروني

 

 


     

 

وتهدف الاطروحة الى ان البولي اثلين  يعتبرعالي الوزن الجزيئي مادة طبية تستخدم في المفاصل الصناعية)خاصة مفصل الحوض والركبة( كمادة حشوية لتمنع الانزلاق معدن على معدن اخر.لذلك فهي تعاني تلف وتشوه كبير اثناء الحركة الانزلاقية للمفصل لكونها ذات مطيلية عالية ومعامل مرونة وصلادة واطئة مما يسبب تعرض المفصل الى تشوهات دائمية اضافة الى ذلك فان الحبيبات المايكروية او الاصغر حجما المتولدة نتيجة عملية البلى للبوليمر يسبب الكثير من الالتهابات البايلوجية. نتيجة لذلك, في الدراسة الحالية هناك محاولة لتحسين الخواص الميكانيكية والترايبلوجية والبايلوجية عن طريق التاثير المتازر لاستخدام نوعين من مواد التقوية وهي استخدام الياف البولي اكريلونايترايل القصيرة واستخدام احدى النوعين من المواد النانوية وهي حبيبات نانوية من الهيدروكسي ابتيت وصفائح نانوية من الكرافين بنسب مختلفة تم اضافتها الى البولي اثلين عاليالوزن الجزيئي.

 

هناك ثلاث مجاميع من المواد المركبة تم تحضيرها في العمل الحالي,اذ تتالف المجموعة الاولى من البولي اثلين عالي الوزن الجزيئي كارضية وتم تقويته باستخدام الياف قصيرة من البولي اكريلونايترايل وبنسب وزنية مختلفةw.t% ( 1,3,5,7,9 (ودرست خاصية الشد والانضغاط والانحناء والصدمة والصلادة والبلى اضافة الى دراسة المميزات التركيبية والفيزيائية عن طريق اجراء فحص المجهر الالكتروني) FE-SEM (وفحص) DSC ( وفحصFTIR (, وتبين من خلال النتائج ان افضل مادة مركبة كانت عند نسبة اضافة 5w.t % لالياف البولي اكريلونايترايل.اما المجموعة الثالنية والثالثة من المواد المركبة تتكون من البولي اثلين عالي الوزن ا لجزيئي كمادة اساس وتم اضافة الالياف القصيرة من البولي اكريلونايترايل بنسبة) 5 w.t% ) وتم اضافة نسب مختلفة ) 0.3, 0.8 and 1.3 w.t% ( من صفائح نانوية من الكرافين وحبيبات نانوية من الهيدروكسي ابتيت على التوالي, وقد تبين من خلال النتائج ان الخواص الميكا نيكية قد تحسنت مع زيادة نسبة اضافة المواد النانوية.اذ ان اقصى قيمة لمقاومة الشد كانت

 

( 31.234MPa ( للمادة النانوية المركبة المقواى بنسبة0.8 w.t% من الكرافين واعلى قيمة

 

( 30.114MPa ( للمادة النانوية المركبة المقواى بنسبة1.3 w.t% من الهيدروكسي ابتيت.مقارنة

 

ب) 25.905MPa ( للمادة المركبة من البولي اثلين عالي الوزن الجزيئي والمقوى بنسبة) 5 w.t% ( من الياف البولي اكريلو نايترايل, و) 19MPa ( للبولي اثلين عالي الوزن الجزيئي.اقصى قيمة لمعامل المرونة كانت ) 1.19GPa ( للمادة النانوية المركبة المقوى بنسبة0.8 w.t% من الكرافين واعلى قيمة ) 1.02GPa (للمادة النانوية المركبة المقوى بنسبة1.3 w.t% من الهيدروكسي ابتيت.مقارنة ب) 0.93GPa ( للمادة المركبة من البولي اثلين عالي الوزن الجزيئي

 

و المقوى بنسبة ) 5 w.t% ( من الياف البولي اكريلو نايترايل, و) 0.6GPa ( للبولي اثلين عالي الوزن الجزيئي.

 

اقصى قيمة لمقاومة الانضغاط كانت) 30MPa ( للمادة النانوية المركبة المقوى بنسبة

 

0.8 w.t% من الكرافين واعلى قيمة ) 34MPa (للمادة النانوية المركبة المقوى بنسبة1.3 w.t% من الهيدروكسي ابتيت.مقارنة ب ) 26MPa ( للمادة المركبة المكونة من البولي اثلين عالي الوزن الجزيئي و المقوى بنسبة ) 5 w.t% ( من الياف البولي اكريلو نايترايل, و) 21MPa ( للبولي اثلين عالي الوزن الجزيئي. واقصى قيمة لمقاومة الانحناء كانت) 28.317MPa ( للمادة النانوية المركبة المقوى بنسبة 0.8 w.t% من الكرافين واعلى قيمة) 27.228MPa (للمادة النانوية المركبة المقوى بنسبة1.3 w.t% من الهيدروكسي ابتيت.مقارنة ب ) 20.4075MPa ( للمادة المركبة من البولي اثلين عالي الوزن الجزيئي و المقوى بنسبة ) 5 w.t% ( من الياف البولي اكريلو نايترايل,

 

و) 16.2MPa ( للبولي اثلين عالي الوزن الجزيئي. واقصى قيمة لمعامل الانحناء كانت

 

( 1.397GPa ( للمادة النانوية المركبة المقوى بنسبة0.8 w.t% من الكرافين واعلى قيمة

 

( 1.376GPa (للمادة النانوية المركبة المقوى بنسبة1.3 w.t% من الهيدروكسي ابتيت.مقارنة ب

 

( 1.1315GPa ( للمادة المركبة من البولي اثلين عالي الوزن الجزيئي و المقوى بنسبة) 5 w.t% ) من الياف البولي اكريلو نايترايل, و) 0.69GPa ( للبولي اثلين عالي الوزن الجزيئي. واقصى قيمة لمقاومة الصدمة كانت) 2joule/mm0.04625 ( للمادة النانوية المركبة المقواى بنسبة %w.t 0.8 من الكرافين واعلى قيمة ) 2joule/mm0.04375 (للمادة النانوية المركبة المقواى بنسبة %w.t 1.3 من الهيدروكسي ابتيت.مقارنة ب) 2joule/mm0.035 ( للمادة المركبة من البولي اثلين عالي الوزن الجزيئي و المقوى بنسبة ) 5 w.t% ( من الياف البولي اكريلو نايترايل, و) 2joule/mm0.02875 ( للبولي اثلين عالي الوزن الجزيئي.واقصى قيمة لمتانة

 

الكسر كانت) ).mm1/2joule.MPa )(( 8.038 ( للمادة النانوية المركبة المقواى بنسبة0.8 %w.t من الكرافين واعلى قيمة) ).mm1/2joule.MPa )(( 7.759 ( للمادة النانوية المركبة المقواى بنسبة %w.t 1.3 من الهيدروكسي ابتيت مقارنة ب) joule.MPa ) ((6.293()mm.1/2) ( للمادة المركبة من البولي اثلين عالي الوزن الجزيئي و المقوى بنسبة) %w.t 5 ( من الياف البولي اكريلو نايترايل, و) ).mm1/2joule.MPa )) ((4.454( ( للبولي اثلين عالي الوزن الجزيئي. وادنى قيمة لمعدل البلى الحجمي كانت ) 3mm0.1051 ( للمادة النانوية المركبة المقواى بنسبة %w.t 0.8 من الكرافين واعلى قيمة) 3mm 0.2085 (للمادة النانوية المركبة المقواى بنسبة %w.t 1.3 من الهيدروكسي ابتيت.مقارنة ب ) 3mm0.5297 ( للمادة المركبة من البولي اثلين عالي الوزن الجزيئي و المقوى بنسبة ) 5 w.t% ( من الياف البولي اكريلو نايترايل, و

 

( 3mm 2.258 للبولي اثلين عالي الوزن الجزيئي.كما ان معامل الاحتكاك والخشونة السطحية والصلادة قد تحسنت بزيادة نسبة اضافة الياف البولي اكريلونايترايل والمواد النانوية. ونتائج الكثافة قد اشارت الى حدوث زيادة بسيطة بالكثافة نتيجة اضافة اطوار التقوية.اما نتائج فحص FTIR فقد اظهرت حدوث تزحيف للحزم والذي يدل على حدوث اندماج فيزيائي بين المادة الاساس وطور التقوية. واشارت نتائج فحص البايلوجي على ان المادة المركبة المقوى بالالياف والمادة النانوية تمتلك خاصية مضادة للبكتريا وبنسبة جيدة ومساحة التثبيط تزداد مع زيادة نسبة اضافة المادة النانوية.

 

تم إجراء دراسة تحليليه عددية بواسطة (FEM) باستخدام (ANSYS-15.0) لتحليل السلوك المرن –اللدن والتشوه للمواد المركبة النانوية المحضرة وتقييم بعض المعايير المهمة . وقد كانت البيانات النظرية متوافقة مع البيانات التجريبية وأكدت الخواص الجيدة لمركبات النانوية بعد تقويتها بواسطة صفائح نانوية للكرافين وحبيبات نانوية لهيدروكسي ابتيت واشارت الى ان تقوية بالياف البولي اكريلونايترايل والكرافين والهيدروكسي ابتيت له تاثير ايجابي على خواص البوليمر وامكان استعماله في مفاصل الحوض والركبة. وتعتبرالمحاكاة عامل مهم لتنبا بعامل الامان لافضل مادة وجدا دقيق لتقدير التشوه للغضروف ضمن ظروف جسم الانسان .

 

 

 

                                           

                 


الاسدي


   08/08/2020 08:36:29
   06/08/2020 16:20:07
   20/07/2020 16:09:08
   15/07/2020 18:35:55
   15/07/2020 16:39:33
   11/08/2020 19:57:30
   11/08/2020 19:21:29
   11/08/2020 17:43:26
   11/08/2020 17:08:27
   11/08/2020 14:17:15