การปรับปรุงผิวรัตนโลหะที่มีไทเทเนียมเป็นส่วนประกอบหลัก โดยกระบวนการทางกล เพื่อประยุกต์ใช้ในงานทันตกรรมรากฟันเทียม

Abstract

รัตนโลหะที่มีไทเทเนียมเป็นส่วนประกอบหลักคือโลหะผสมไทเทเนียมกลุ่มใหม่ที่มีคุณสมบัติที่ดีที่สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในงานทางด้านการแพทย์ เช่น วัสดุดามกระดูก รากฟันเทียม เป็นต้น เนื่องจากรัตนโลหะมีความแข็งแรงสูง มีความยืดหยุ่นสูง มีความต้านทานการ กัดกร่อนสูง รวมทั้งมีความสามารถในการเข้ากันได้ทางชีวภาพกับร่างกาย งานวิจัยนี้จึงได้สังเคราะห์ Ti40Zr10Co36Pd14 โดยใช้วิธีหลอมด้วยการอาร์คและหล่อลงบนแม่พิมพ์ทองแดง เพื่อนำไปเป็นขั้วแคโทดในการสร้างชั้นฟิล์มด้วยวิธีฟิลเตอร์แคโทดิกอาร์คในสุญญากาศ ซึ่งใช้โลหะผสมไทเทเนียม Ti-6Al-4V เป็นชิ้นงานควบคุม รัตนโลหะส่วนผสมนี้แสดงความเข้ากันได้ทางชีวภาพกับร่างกายต่อเซลล์ MC3T3-E1 และเซลล์ SaOS-2 หลังจากนั้นได้สังเคราะห์ชิ้นงาน Ti40Zr10Co36Pd14 ให้มีรูปร่างเป็นเหรียญ เส้นผ่านศูนย์กลาง 15 มิลลิเมตร หนา 1 มิลลิเมตร โดยการหลอมด้วยการอาร์คและหล่อลงบนแม่พิมพ์ทองแดง แล้วนำชิ้นงานไปขัดด้วยกระดาษทรายและพ่นขัดผิวด้วยอะลูมินาขนาดเฉลี่ย 50 และ 250 ไมโครเมตร ชิ้นงานจะมีค่าความหยาบผิวเพิ่มมากขึ้นเมื่อใช้อะลูมินาขนาดใหญ่ขึ้น โดยชิ้นงาน Ti40Zr10Co36Pd14 จะมีค่าความหยาบผิวต่ำกว่าชิ้นงาน Ti-6Al-4V เมื่อใช้อะลูมินาขนาดเท่ากัน เนื่องจากชิ้นงาน Ti40Zr10Co36Pd14 มีความแข็งมากกว่าชิ้นงาน Ti-6Al-4V นอกจากนี้ยังพบอะลูมินาฝังตัวอยู่บนชิ้นงานทั้งสองกลุ่ม ภาพรูปร่างและลักษณะโครงสร้างของเซลล์ MC3T3-E1 ทั้งบนชิ้นงาน Ti40Zr10Co36Pd14 และชิ้นงาน Ti-6Al-4V แสดงให้เห็นว่าเซลล์สามารถเติบโต สร้างแอกตินฟิลาเมนท์และยึดเกาะได้ดีบนชิ้นงานทั้งหมด โดยชิ้นงาน Ti40Zr10Co36Pd14 ที่ทำการพ่นขัดผิวสามารถสนับสนุนการยึดเกาะและการแผ่ของเซลล์ที่เร็วกว่าชิ้นงานที่ไม่ได้ทำการพ่นขัดผิว ส่วนชิ้นงาน Ti-6Al-4V ที่ไม่ได้ผ่านการพ่นขัดผิว ไม่สามารถคงสภาวะของความเป็นเซลล์สร้างกระดูกไว้ได้ โดยเซลล์มีลักษณะยืดและยาวออก ซึ่งมีรูปร่างคล้ายเซลล์สร้างเส้นใย (fibroblast) ซึ่งแตกต่างกับชิ้นงาน Ti-6Al-4V ที่ผ่านการพ่นขัดผิวยังสามารถรักษารูปร่างของเซลล์ที่คล้ายเซลล์สร้างกระดูกไว้ได้