Разработка комбинированной технологии электрохимического и электроплазменного формирования биоактивных композиционных покрытий

• Автор: Сюсюкина, Елена Юрьевна
• Шифр специальности: 02.00.05, 05.09.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 209 с.

Аббревиатуры:

В Ч-высокочастотный;

ВЧИ-высокочастотный индуктивный;

ВЭ-вспомогательный электрод;

Г А-гидроксиапатит;

ГЛИН-генератор линейно-изменяющегося напряжения; ГПУ-гексогональная плотная упаковка; ДМФ-диметилформамид;

ДСК-двойнослойный конденсатор;

ДЭС-двойной электрический слой;

ИЛР-импульсное лазерное излучение;

НБК-неколлагеновые белки кости;

ОУ-операционный усилитель;

ПАВ-поверхностно-активное вещество;
ПВП-полиэтилен высокой плотности; ПОА-полиоксиалканоаты;
РЗЭ-редкоземельный элемент;
РФА-рентгенофазовый анализ;
РЭ-рабочий электрод;
СВС-самораспространяющийся высокотемпературный синтез; СВЧ-сверхвысокая частота;
СОЖ-слизистая оболочка желудка;
ТКФ-трикальцийфосфат;
УЗК-ультразвуковые колебания;
УМ-усилитель мощности;
Э.д.с.-электродвижущая сила;
Эс-электрод сравнения.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 Материалы, применяемые в качестве компонентов биосовместимых
покрытий
1.1.1. Биоактивные и биоинертные керамики
1.1.2. Металлы
1.1.3. Композиционные материалы
1.1.4. Исследование возможности применение лантана. Основные свойства, получение и области применения
1.2. Методы формирования пористых покрытий на дентальных имплантатах
1.3. Влияние технологических режимов и схем электро-
плазменного напыления на формирование оптимальных свойств
пористых гидроксиапатитовых покрытий
1.4. Катодное электрохимическое внедрение лантана и других РЗЭ в
металлы и их покрытия
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ
Глава 2. ТЕОРЕТИКОЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Катодное внедрения лантана в биоактивное плазмонапьтленное покрытие Т1/ГА из 0,03 М раствора (СНзОСДГСООДГа в ДМФ
2.1.1. Методика эксперимента
2.1.2. Комплексное исследование свойств полученных лантансодержащих покрытий
2.2. Электроплазменное напыление П/ГА- и П/ТКФ-покрытий и композиций на их основе
2.2.1. Методика эксперимента
2.2.2. Комплексное исследование свойств полученных покрытий и их сравнительная характеристика
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 3. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Разработка технологических рекомендаций по катодному
внедрению лантана в плазмонапыленное П/ГА-покрытие
3.1.1. Разработка конструкции специализированной
электрохимической ванны и блок-схемы установки
3.2. Разработка технологических рекомендаций по электроплазменному напылению П/ТКФ-иокрытий
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в различных областях техники широко применяются различные процессы формирования на поверхности изделий покрытий различного состава с заданным комплексом свойств, несущих основную функциональную нагрузку. Среди этих процессов можно выделить электроплазменное напыление, электродуговую металлизацию, электровзрывное нанесение в вакууме, катодное распыление, лазерное спекание порошкового слоя, электрохимическое внедрение изначально применявшиеся в производстве изделий приборостроения и оборонного назначения, но в последнее время также используемые в производстве товаров народного потребления и изделий медицинского назначения, где дают существенный эффект.
Объектом исследования данной работы служит внутрикостный дентальный имплантат, представляющий собой искусственный зубной корень, выполненный из биосовместимых материалов, и установленный в специально сформированное костное ложе.
Для повышения процента приживляемости данных конструкций на их поверхность наносят специальные биоактивные покрытия на основе кальцийфосфатных керамик.
По мере разработки новых концепций в технологии, производстве и применении имплантатов в стоматологии значительно возросли требования к функциональным, прочностным и эстетическим параметрам ортопедических конструкций. Совершенствование их достигается комплексным решением конструкторско-технологических, материаловедческих проблем и непосредственным поиском и оптимизацией средств, а также методов проведения операций и последующего лечения с учетом индивидуальных особенностей пациента. Практическая ценность материалов, конструкций и систем возрастает по мере приближения их физико-химических, механических

В зависимости от вида матрицы композиционные материалы делятся на металлические, полимерные, углеродные. По состоянию армирующих уточненные частицами и армированные волокном. Обоснованный выбор матрицы и арматуры, способа формирования связей между ними в процессе изготовления изделия дает возможность получать такие свойства, как малая плотность при особой прочности и пластичности, большое сопротивление коррозионному и радиационному воздействию, высокая износостойкость и усталостная прочность, особые электрические и магнитные, а также биологические характеристики. Для изготовления внутрикостных имплантатов применяются композиционные материалы на углеродной, а также на гидроксиапатитовой основе с дисперсными или волокнистыми армирующими элементами. При этом композиционный материал может представлять биоактивное покрытие на биосовместимой металлической основе имплантата.
Гидроксиапатитовая матрица может служить основой для её армирования с помощью дисперсных либо волокнистых частиц и получения композиционного материала с повышенными прочностными характеристиками. Дисперсными армирующими элементами могут служить оксиды ТЮ2, Zr02, МО, которые в виде порошковых добавок вводятся в гидроксиапатитовую порошковую матрицу. Волокнистые армирующие материалы могут представлять нитевидные кристаллы углерода, карбида кремния вЮ, корунда АЬ03, карбида бора В2С. После спекания порошковой армированной композиции происходит значительное увеличение упругости и прочности материала, что расширяет область его применения для изготовления костных имплантатов.
Слюна человека при взаимодействии с металлическими зубными протезами, играющими роль электродов, является электролитом, куда переходят металлические ионы. В живых организмах ионы металлов образуют различные комплексы с белками (включая нуклеиновые и аминокислоты), витаминами, медиаторами, метаболитами (биогенные амины, нуклеотиды и