پژوهشگران دانشگاه صنعتی سهند تبریز، نانوساختارهایی به منظور استفاده در ساخت مواد فلزی قابل کاشت در بدن تولید کردند. در این تحقیق رفتار خوردگی و ایمنی استفاده از این نانوساختار مورد ارزیابی قرار گرفته است.
رفتار خوردگی بیومواد فلزی ارتباطی قوی با زیست تخریب پذیری فلزات پزشکی قابل کاشت در بدن انسان دارد. لذا بررسی این ویژگی اهمیت بالایی دارد.
به گفته حسین ملکی قلعه، فولاد ضد زنگ 316L جایگاه ویژه‌ای در ساخت ایمپلنت‌های فلزی دارد. با این حال به دلیل فرآیند خوردگی در محیط بدن در درازمدت، می‌تواند مشکلات بیولوژیکی را برای افراد به همراه داشته باشد. خورده شدن فلز موجب آزاد شدن یون‌های سمی فلزی همچون نیکل و کروم شده که منجر به حساسیت و عفونت در محیط بدن می‌شود.
ملکی قلعه در ادامه افزود: «ساخت فولاد 316L به شکل نانوساختار به میزان قابل توجهی مقاومت به خوردگی این آلیاژ را در مقایسه با نمونه میکروساختار افزایش می‌دهد. در تحقیق حاضر نیز فولاد 316L به منظور بکارگیری برای انواع ایمپلنت در بدن انسان، توسط فرآیند شکل دهی تحت فشار شدید، از ساختار میکرو به ساختار نانو اصلاح گردید.»
ایمپلنت‌های فلزی جهت استفاده در ایمپلنت‌های دائمی مانند کاشت دندان، مفاصل مصنوعی و ایمپلنت‌های غیر دائمی مانند پلیت‌های استخوانی برای ثابت نگه داشتن استخوان شکسته شده، استفاده می‌شوند.
به گفته این محقق، به دنبال اصلاح ساختار فولاد 316L به ساختار نانو، رفتار مقاومت به خوردگی این فولاد در محیط مایع بدن که حاوی یون خورنده کلر است، به میزان قابل توجهی بهبود پیدا می‌کند. افزایش مقاومت به خوردگی ایمپلنت به کار رفته در محیط بدن، زیست سازگاری و ایمنی آن را در محیط بدن افزایش می‌دهد. همچنین امکان ایجاد حساسیت توسط آزاد شدن یون‌های فلزی از سطح ایمپلنت به دلیل فرآیند خورده شدن ایمپلنت فلزی در محیط بدن را به حداقل می‌رساند.
فولاد اصلاح شده در این طرح از متوسط اندازه 78 نانومتر برخوردار است طبق نتایج حاصل شده مقاومت به خوردگی فولاد نانوساختار 316L تولید شده حدود 4 برابر بیشتر از حالت میکروساختار آن بوده است.
نتایج این تحقیقات در مجله Corrosion (جلد 71، شماره 3، سال 2015، صفحات 367 تا 375) منتشر شده و از تلاش‌های حسین ملکی قلعه، کارشناس ارشد مهندسی مواد دانشگاه صنعتی سهند تبریز، دکترمحمدحسین فتحی، عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی اصفهان و همکارانشان حاصل شده است.