Wyniki 1-7 spośród 7 dla zapytania: authorDesc:"ELŻBIETA CZARNOWSKA"

Wpływ implantacji jonów wapnia na właściwości dyfuzyjnej warstwy Ti3P wytworzonej na stopie tytanu Ti6Al4V

Czytaj za darmo! »

W stosowanych obecnie w implantologii stopach tytanu występuje zjawisko migracji pierwiastków stopowych (w tym cytotoksycznych, takich jak Al czy V) do otaczających implant tkanek, tzw. zjawisko metalozy [1]. Dodatkowo stopy tytanu charakteryzują się względnie niskimi właściwościami mechanicznymi, takimi jak odporność na zużycie przez tarcie. Jednym z kierunków badań są prace mające na celu zastąpienie pierwiastków cytotoksycznych (Al, V) składnikami biozgodnymi (Ta, Nb, Zr). Kolejną zaletą tych stopów są dobre właściwości mechaniczne, w tym moduł sprężystości zbliżony do modułu sprężystości kości, ok. 60 GPa [2]. Stopy te w znacznym stopniu ograniczają zjawisko metalozy, jednak nie eliminują go zupełnie [1÷2]. Z tych powodów coraz szersze zastosowanie znajdują obróbki modyfik[...]

The process of glow discharge assisted oxynitriding of titanium alloy in aspect of its application in artificial heart components

Czytaj za darmo! »

Medical industry is constantly searching for new biomaterials, that may meet the requirements connected with their application. The best biocompatible metallic materials are titanium and its alloys which besides their good biocompatibility have low density and high mechanical properties [1÷4]. They are widely used for among others osseous implants, osseous fixation elements, pins, plates and screws, elements of dental implants and medical instruments [5]. In order to improve resistance to frictional wear, corrosion resistance and fatigue strength, as well as to eliminate occurrence of metalosis and improve biocompatibility of titanium materials various methods of surface engineering are successfully applied [1, 6÷8]. Application of surface engineering methods to give antithrombogenic properties to titanium alloys used in artificial heart or other components contacting with blood is a new challenge. The latest research shows that titanium oxide is a prospective hemocompatible material. Most of currently conducted research works dealing with hemocompatibility of titanium oxide regards layers made on polyurethane, polyethylene or pyrolytic carbon (LTI-carbon) substrate. Examination of hemocompatibility of oxide layers produced on siliceous substrate with a method of plasma immersion ion implantation and deposition (PIII-D) revealed better biocompatibility of these materials in contact with endothelium cells as well as antiadhesive properties of layers of crystal structures in comparison with layers of amorphous structure [9, 10]. Various methods of oxide layers modification are being searched for. For example doping with lanthanum oxide impurities La2O3 of TiO2 layer made with an application of RF-magnetron sputtering method on silica substrate considerably increases hemocompatibility of produced layers and reduces coagulation of blood platelets [11]. Successful attempts of improving biological properties of pyrolitic low tempera[...]

Kształtowanie właściwości biologicznych implantowanej jonami wapnia dyfuzyjnej warstwy fosforku tytanu wytworzonej na stopie Ti6Al4V

Czytaj za darmo! »

Rozwój inżynierii biomedycznej przyczynił się do sformułowania specyficznych wymagań dla biomateriałów. Z tych powodów w implantologii coraz szersze zastosowanie znajdują stopy tytanu. Łączą one w sobie dobre właściwości mechaniczne, przy stosunkowo niskiej gęstości oraz dobrej odporności korozyjnej i biozgodności. Jednak stosowanie stopów tytanu komplikują względnie niska odporność na zużycie przez tarcie oraz przechodzenie składników stopu do otaczającego implant środowiska biologicznego, tzw. zjawisko metalozy, które - co należy podkreślić - zachodzi mniej intensywnie niż w przypadku innych powszechnie stosowanych biomateriałów metalicznych [1÷3]. Naturalnym kierunkiem badań, mającym na celu wyeliminowanie negatywnych efektów związanych z przechodzeniem składników stopowych do otaczających implant tkanek, jest wytwarzanie nowych stopów. Stąd bardzo silne zainteresowanie współczesnej medycyny stopami bezwanadowymi, gdzie stosuje się pierwiastki stopowe, takie jak: niob, tantal, cyrkon. Pierwiastki te z powodzeniem stabilizują fazę β w stopach dwufazowych (jest to główny czynnik stosowania wanadu). Wynikiem tych badań są stopy typu: Ti15Mo5Zr3Al, Ti6Al2Nb1Ta, Ti6Al7Nb oraz stopy pozbawione glinu: Ti15Zr4Nb4Ta i z przeznaczeniem na zastosowania w alloplastyce stawowej stopy o niskim module sprężystości (rzędu 60 GPa): Ti35Nb5Ta7Zr, Ti13Nb13Zr [2, 3]. Stopy te charakteryzują się wysoką biotolerancją oraz dobrymi właściwościami mechanicznymi, a ich odporność korozyjna przewyższa stosowane obecnie w medycynie stopy tytanu, jak np. Ti6Al4V [1]. Procesy metalozy można niwelować także metodami inżynierii powierzchni. Odpowiednio zaprojektowana obróbka, w wyniku której uzyska się zakładaną zmianę mikrostruktury, składu chemicznego i fazowego warstwy wierzchniej, wpływa na znaczącą poprawę biozgodności implantu w stosunku do stanu wyjściowego [4, 5]. Nowym kierunkiem rozwoju inżynierii powierzchni, również w przypadku aplikacj[...]

Właściwości powierzchni warstw azotowanych wytworzonych w procesach azotowania jarzeniowego na potencjale plazmy i katody DOI:10.15199/28.2015.1.6


  Warstwy azotowane typu TiN + Ti2N + alfa Ti(N) wytworzone w warunkach wyładowania jarzeniowego mają charakter dyfuzyjny, a ich właściwości fizykochemiczne mogą być kształtowane warunkami technologii procesu azotowania, tj. azotowania na potencjale katody albo z tzw. aktywnym ekranem (potencjał plazmy). W artykule przedstawiono wyniki badań warstw azotowanych wytworzonych w niskotemperaturowej plazmie na potencjale katody oraz z aktywnym ekranem. Omówiono wyniki badań topografii powierzchni, mikrostruktury (SEM), chropowatości powierzchni (AFM, profilometr optyczny), składu chemicznego (EDS, SIMS) oraz zwilżalności w kontekście właściwości biologicznych z płytkami krwi. W pracy wykazano, że warstwa azotowana wytworzona na potencjale katody charakteryzuje się mniejszą zawartością azotu, większą chropowatością i większą grubością niż wytworzona na potencjale plazmy, jednocześnie ma lepszą zwilżalność oraz charakteryzuje się mniejszą adhezją i aktywacją płytek krwi. Warstwa ta może znaleźć zastosowanie w wytwarzaniu implantów kardiologicznych. Słowa kluczowe: warstwy azotowane, topografia powierzchni, chropowatość, zwilżalność, hemozgodność.1. WPROWADZENIE Azotowanie w warunkach wyładowania jarzeniowego jest jedną z metod inżynierii powierzchni stosowaną do obróbki tytanu i jego stopów w celu poprawy ich właściwości i wyeliminowania zjawiska metalozy. Proces ten umożliwia wytworzenie warstw typu TiN + Ti2N + alfa Ti(N) o charakterze dyfuzyjnym i bardzo dobrej przyczepności do podłoża [1, 2] charakteryzujących się bardzo dobrą odpornością na zużycie przez tarcie i odpornością korozyjną, dużą twardością i biozgodnością z ludzkimi komórkami, np. fibroblastami, osteoblastami i komórkami śródbłonka [2÷5]. Zastosowanie azotowania jarzeniowego pozwala na obróbkę detali o skomplikowanych kształtach z zachowaniem pełnej kontroli składu chemicznego, fazowego i topografii powierzchni wytwarzanych warstw [6, 7]. Przez modyfikację warunków technolog[...]

Aktywność biologiczna komórek śródbłonka naczyniowego na azotowanym stopie tytanu Ti-6Al-4V

Czytaj za darmo! »

W chirurgii naczyń i serca istnieje zapotrzebowanie na biomateriały charakteryzujące się właściwościami zapobiegającymi adhezji i aktywacji płytek krwi oraz sprzyjającymi adhezji i proliferacji komórek śródbłonka naczyniowego. Tytan i jego stopy znalazły szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach medycyny, m.in. w kardiochirurgii. Właściwościami, które zadecydowały o ich wykorzystaniu są przede wszystkim: doskonała biozgodność, dobre właściwości mechaniczne i odporność korozyjna. Jednakże w kontakcie z krwią materiały te charakteryzują się trombogennością [1, 2]. W celu poprawy ich właściwości stosuje się różne warstwy powierzchniowe, wśród których warstwy azotowane są często stosowane na implantach sercowo-naczyniowych. Warstwa azotowana o charakterze dyfuzyjnym wytwarzana metodą azotowania jarzeniowego charakteryzuje się dużą twardością, stabilnością składu chemicznego, odpornością na zużycie i odpornością korozyjną, niskim stanem naprężeń własnych [3÷6] oraz niską adhezyjnością bakterii [7] i biozgodnością z krwią [8]. Wyzwaniem pozostaje opracowanie warstwy azotowanej ze strefą zewnętrzną TiN o właściwościach powierzchni sprzyjających adhezji i aktywności biologicznej komórek śródbłonka. Dlatego też celem przeprowadzonych badań była ocena wpływu warstwy azotowanej z TiN w strefie zewnętrznej, po sterylizacji plazmowej na adhezję, proliferację i aktywację śródbłonków naczyniowych. MATERIAŁY I METODY Materiał badawczy stanowiły próbki ze stopu tytanu Ti-6Al-4V (skład chemiczny w % mas.: Al - 5,7, V - 3,8, C < 0,08, Fe < 0,25, N < 0,05, O < 0,2, H - 0,0125, Ti - reszta) z warstwą azotowaną wytworzoną metodą azotowania jarzeniowego na potencjale plazmy w temperaturze 680°C przez 4 godz., w atmosferze N2 (99,999%), pod ciśnieniem 3 mbar. Wykonane próbki sterylizowano plazmowo w jednym cyklu w aparacie Sterrad 100, w atmosferze H2O2, w 54°C przez 1 godzinę. Materiał kontrolny stanowiły szkiełka podstawowe z komór inkubacyjnyc[...]

Modification of titanium and its alloys implants by low temperature surface plasma treatments for cardiovascular applications DOI:10.15199/28.2018.4.1


  1. INTRODUCTION Titanium and its alloys have been increasingly used in medicine as cardiological implants such as artificial heart valves, elements of heart assist devices, e.g. centrifugal pumps [1, 2]. This is so because of the advantageous properties of these materials, among which the high corrosion resistance, good mechanical properties accompanied by twice lower density compared to steel and CoCrMo alloys commonly used in medicine. However, the results of the investigations performed thus far show that the possibility of optimization of the mechanical and biological properties of titanium and its alloys by modifying their chemical and phase compositions or by subjecting them to various thermal or thermoplastic treatments have reached their upper limit. Meanwhile the request for implants increases and the requirements are directed towards the production of biomaterials that are safe in long-term use [3, 4]. Although currently new or modified titanium alloys are used for the manufacture of cardiological implants, a risk of complications still persists, chiefly due to the coagulation of blood in contact with the implant surface [5, 6]. In seeking the solution to this problem, the prospective methods seem to be surface engineering techniques which permit producing surface layers and coatings with precisely specified structure, chemical and phase compositions, porosity, surface topography, good adhesion to the substrate, and also high resistance to biological corrosion and friction properties which guarantee good biocompatibility. Surface engineering processes can also produce coatings that transfer anticoagulants. However, even in these techniques, some new problems arise. For example, clinical observations of titanium stents covered with a resorbable polymer coatings containing antithrombogenic drugs indicate that the migration and proliferation of smooth muscle cells of the blood vessel walls are enhanced and the regenerat[...]

 Strona 1