Закономерности формирования микродуговых кальцийфосфатных биопокрытий на поверхности циркония и их свойства

• Автор: Куляшова, Ксения Сергеевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 162 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 БИОМАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ

1.1 Требования к материалам, применяемым в медицине

1.2 Металлические материалы в медицине

1.2.1 Краткая история применения металлических материалов в медицине

1.2.2 Сплавы системы 2г-№> в медицине

1.2.3 Особенности коррозионного поведения циркониевых сплавов

1.3 Методы формирования биопокрытий

1.4 Метод МДО для нанесения кальцийфосфатных биопокрытий

1.4.1 Реализация метода МДО для формирования кальцийфосфатных покрытий на титановых сплавах
1.4.2 Установка «М1сгоАгс-3.0» для микродугового оксидирования
1.5 Кальцийфосфатные биоматериалы. Гидроксиапатит
1.5.1 Основные кальцийфосфатные соединения и биоматериалы
1.5.2 Структура и свойства гидроксиапатита
1.6 Методы синтеза гидроксиапатита
2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Применяемые материалы и объекты исследования
2.2.1 Рентгеноструктурный анализ
2.2.2 Растровая электронная микроскопия
2.2.3 Метод рентгенофлуоресцентной спектроскопии
2.2.4 Просвечивающая электронная микроскопия
2.2.5 Импедансная спектроскопия и метод потенциодинамической поляризации

2.2.6 Измерение адгезионной прочности покрытия к подложке «методом отрыва»
2.2.7 Определение толщины покрытий
2.2.8 Биологическое тестирование in vitro калыдийфосфатных покрытий .... 66 3 ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ГИДРОКСИАПАТИТА
3.1 Методика синтеза гидроксиапатита
3.2 Влияние времени старения осадка на размер частиц и стехиометрию гидроксиапатита
3.3 Сравнительный фазовый анализ синтезированного и биологического ГА
3.4 Растворимость гидроксиапатитов
4.1 Основные характеристики электролитов и режимы микродугового процесса
4.2 Влияние напряжения микродугового оксидирования на физикомеханические свойства покрытий
4.3 Влияние напряжения микродугового процесса на морфологию покрытий
4.4 Влияние напряжения микродугового оксидирования на фазовый и элементный составы покрытий
4.5 Влияние состава электролитов на электрохимические свойства покрытий
4.6 Микроструктура кальцийфосфатных покрытий
4.7 Биологическое тестирование кальцийфосфатных покрытий
5 ОЦЕНКА НАПРЯЖЕНИЙ В РАСТУЩЕМ КАЛЬЦИЙФОСФАТНОМ ПОКРЫТИИ НА ЦИРКОНИЙ-НИОБИЕВОЙ ПОДЛОЖКЕ

6 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРАКТИЧЕСКОМУ ПРИМЕНЕНИЮ
ЦИРКОНИЯ С КАЛЬЦИЙФОСФАТНЫМ ПОКРЫТИЕМ В МЕДИЦИНЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

фаз ГА или ортофосфата кальция в количестве не более 20 г/л. Другие электролиты включали гидрокарбонаты или гидроксиды щелочных металлов с добавлением до 20 г/л ГА или ортофосфата кальция. Авторами показано, что использование карбонатных электролитов приводит к формированию биокерамического покрытия с пористостью 20-25 % и размером пор в интервале 0,1-2 мкм. Для покрытий, полученных в фосфатных электролитах пористость варьируется от 1 до 18 %, размер пор 0,1-1 мкм.
В ИФПМ СО РАН [115] был предложен способ формирования кальцийфосфатных биопокрытий на титане и его сплавах, заключающийся в проведении МДО в электролитах на основе водного раствора ортофосфорной кислоты (15-20 %), гидроксиапатита и карбоната кальция. Установлено, что дополнительное введение в состав электролита карбоната кальция не только увеличивает адгезионную прочность покрытия к титановой подложке, но и обеспечивает формирование фазы [3-Са3(Р04)2 в покрытии, обеспечивающей рост костной ткани, и фазы СаТКД, обуславливающей остеокондуктивные свойства кальцийфосфатных покрытий. С помощью таких электролитов возможно получить кальцийфосфатные покрытия на титане, имеющие аморфную структуру, шероховатость в интервале 2-5 мкм, адгезионную прочность покрытия к подложке 20-25 МПа, соотношение Са/Р до 0,7.
Необходимо отметить, что при введении порошка гидроксиапатита в качестве компонента электролита в Томске используют биологический гидроксиапатит, получаемый из костей крупного рогатого скота путём высокотемпературного отжига, измельчения, обработки 0,1 Н раствором соляной кислоты и отмывке дистиллированной водой [19]. Однако применение такого продукта в наши дни становится нежелательным. Хотя биологический гидроксиапатит наиболее приближен к свойствам минеральной компоненты костной ткани, однако он имеет некоторые недостатки, основными из которых являются риск передачи инфекций и потенциальная иммуногенность из-за чужеродного материала [20], а также