Плазменно-индукционное нанесение покрытий с улучшенными параметрами биосовместимости при изготовлении дентальных имплантатов

• Автор: Фомин, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.09.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 182 с. : ил.

Содержание

Введеиие
1. Аналитический обзор литературы
1.1. Основные характеристики дентальных имплантатов
1.2. Технологические методы изготовления дентальных имплантатов
1.3. Формирование характеристик электроплазменных покрытий
Выводы
Задачи исследований
2. Постановка вопроса и общая методика исследования
3. Теоретические предпосылки к закономерностям процессов и условиям технологии термической активации поверхности основы при электроплазменном напылении биоактивных покрытий
3.1. Математическая модель термической активации при формировании электроплазменных покрытий
3.2. Конструктивно-функциональные характеристики устройства индукционно-термической активации
Выводы
4. Исследование влияния режима и условий плазменноиндукционного напыления на фазово-структурное состояние и основные механические свойства биоактивных покрытий
4.1 Методика исследования
4.2 Результаты исследования и их анализ
Выводы
5. Разработка конструкторско-технологических рекомендаций по изготовлению дентальных имплантатов с улуч-

шенными параметрами биоактивности покрытия при плазменно-индукционном напылении
5.1 Конструктивные особенности промышленного образца 123 дентального имплантата
5.2 Комплексная оценка биомеханических свойств покры- 125 тий, полученных методами плазменного и плазменноиндукционного напыления с использованием многомерных функций
5.3 Технологические характеристики изготовления денталь- 129 ных имплантатов с улучшенными биомеханическими качествами
Выводы
6. Экономическая и медико-техническая оценка эффек- 141 тивности использования разработанных конструкторско-технологических рекомендаций при изготовлении и применении высококачественных дентальных имплантатов
6.1. Экономическое обоснование эффективности модерниза

6.2. Медико-техническое оценка эффективности использо- 152 вания разработанных конструкторско-технологических рекомендаций
Выводы
Общие выводы по работе
Заключение
Список использованных источников
Приложение
Введение

Электроплазменный и другие способы нанесения покрытий газотермическим методом нашли широкое применение в различных областях техники, при этом особый интерес представляет получение пористых покрытий, способных выполнять функцию биосовместимого материала. В настоящее время весьма важной медико-технической, а также социальной проблемой является исправление дефектов и повреждений зубных рядов пациентов. Наиболее эффективным решением данной проблемы является дентальная имплантация, которая в последнее время получила широкое распространение. Установка таких внутри-костных искусственных опор зубных протезов позволяет полностью решить проблему восстановления нарушенных или утраченных функций зубных рядов.
Успешное применение изделий медицинского назначения, в том числе дентальных имплантатов и других ортопедических систем, неразрывно связано с их конструкцией, применяемыми материалами и технологией изготовления. Тип конструкции дентальных имплантатов обусловлен не только медикобиологическими показаниями, но и возможностями современной технологии. Наибольшая эффективность в получении необходимых результатов лечения и реабилитации пациентов достигается благодаря применению имплантатов комбинированной конструкции. Их основа выполнена из прочного биосовместимого материала, воспринимающего жевательные нагрузки от зубного протеза, а покрытие обладает биоактивными свойствами, необходимыми для надежной остеоинтеграции, т.е. приживления, имплантата и повышения срока его службы. Особое значение при конструировании дентальных имплантатов имеет их форма, а также структура поверхности, которые существенно влияют на способность к необходимому взаимодействию элементов биотехнической системы «зубной протез - имплантат - биоткань».
Одним из перспективных направлений биомедицинского материаловедения является решение проблемы биосовместимости имплантатов за счет повы-

мельчению зерна в приповерхностном слое и некоторому его текстурированию [68]. Для удаления частиц и осколков абразива необходима последующая промывка в спирте или ультразвуковой ванне, но наиболее важным фактором является продолжительность пескоструйной обработки, т.к. чрезмерная степень наклепа наоборот уменьшает активность поверхности [75]. Промежуток времени после пескоструйной обработки основы оказывает большое влияние на прочность сцепления, что обусловлено происходящим ростом оксидных пленок [115].
Очистка в плазме тлеющего разряда может производиться в камере напыления [83]. Однако недостатком процесса является опасность перехода тлеющего разряда в дуговой. В процессе очистки такие переходы могут происходить за счет неравномерности распределения оксидов или загрязнений на поверхности. При этом для улучшения микрорельефа поверхности покрытий также требуется пескоструйная обработка.
Плазменное напыление, совмещенное с электроискровой очисткой основы, характеризуется частичным удалением оксидных пленок [94, 112]. Распределение очищенных от оксидов участков носит случайный характер, а сам процесс требует наличия специальной насадки, являющейся электродом, поэтому высока вероятность загрязнения поверхности основы материалом электрода. Это может повлечь за собой образование контактной пары в биожидкостях организма, токсического и канцерогенного воздействий.
Термическая активация основы может значительно повысить значение адгезии, способствуя развитию диффузионных процессов [37, 121, 127]. С другой стороны, недостатком существующих методов является то, что подогрев основы обладает инерционностью, вследствие чего, возможен перегрев основы с поглощением из атмосферы различных газов при образовании нежелательных оксидов, нитридов, карбидов, придающих хрупкость и повышающих уровень внутренних напряжений 1 и 2 рода [19, 37]. Следствием перегрева являются также тепловые деформации имплантата, вызывающие отклонение его размеров и формы от допустимых значений. В процессе подогрева основы высокотемпературной струей