Влияние окисления титана на свойства плазмонапыленных титан-гидроксиапатитовых и оксидных биосовместимых покрытий дентальных имплантатов

• Автор: Родионов, Игорь Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.10, 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 183 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Состояние проблемы пористых биопокрытий на дентальных имплантатах

1.1. Материалы, применяемые в производстве имплантатов

1.1.1. Металлы и их сплавы

1.1.2. Биоинертные и биоактивные керамики

1.1.3. Полимеры

1.2. Методы формирования пористых покрытий на дентальных имплантатах

1.2.1. Спеченные пористопорошковые покрытия

1.2.2. Спеченные пористоволокнистые покрытия

1.2.3. Электрофизические методы

1.2.4. Газотермическое напыление
1.2.5. Оксидирование
1.3. Функциональные свойства пористых биопокрытий
Выводы
Задачи исследований
2. Исследование влияния низкотемпературного окисления титана во время межоперационного хранения заготовок дентальных имплантатов на адгезию плазмонапыленных биоактивных покрытий титангидроксиапатит
2.1. Методика проведения эксперимента
2.2. Полученные результаты и их анализ
2.3. Разработка способа плазмохимической очистки заготовок имплантатов от оксидной пленки
Выводы
3. Исследование плазмонапыленных титангидроксиапатитовых покрытий дентальных имплантатов
3.1. Лазерный микроанализ
3.2. Модельные коррозионные исследования
3.3. Компьютерная микрофотографическая статистика
3.4. Совершенствование технологии группового плазменного напыления титангидроксиапатитовых покрытий
3.5. Разработка технологической схемы плазменного напыления титангидроксиапатитовых покрытий
3.6. Технологические рекомендации
Выводы
4. Исследование газотермического оксидирования титана
4.1. Расчетные и экспериментальные данные по температурам
нагрева Агсмеси в цилиндрической электропечи
4.2. Кинетика газотермического оксидирования титана
4.3. Оборудование и технология газотермического оксидирования титановых дентальных имплантатов
4.4. Технологические рекомендации
Выводы
5. Исследование анодного оксидирования титана
5.1. Методика проведения эксперимента
5.1.1. Определение микротвердости оксидных покрытий
5.1.2. Определение толщины оксидных покрытий
5.1.3. Определение адгезии
5.1.4. Определение пористости
5.2. Результаты исследований анодного оксидирования опескоструенного титана и их анализ
5.3. Оборудование и технология анодного оксидирования титановых дентальных имплантатов
5.4. Технологические рекомендации
Выводы
6. Сравнительный экономический расчет себестоимости 1 м2 анодного оксидного и плазмонапыленного титан
гидроксиапатитового покрытий
Общие выводы
Литература


Имплантаты из керамики хрупки, и при значительных механических нагрузках может произойти разрушение конструкции. Ко всему этому керамика довольно плохо обрабатывается, и изготовить из нее конструкцию сложной формы достаточно трудная задача. Керамические имплантаты изготавливают методом порошковой металлургии, используя высококачественный, мелкодисперсный и практически не содержащий примесей порошок. Частицы порошка должны быть одинаковой дисперсности, что повышает качественные показатели керамических изделий. Инертная биокерамика, которая не вступает в химическое взаимодействие даже спустя несколько тысяч часов, проведенных в активных средах (кислые и щелочные среды, присутствие неорганических и биологических молекул). К таким материалам, например, относится керамика А, Ъх, ТЮ2, Та2(>5. Биоматериалы этой группы не образуют каких-либо химических связей с тканями живого организма. Биокерамика с низкой реакционной способностью, например,стекло на основе Ыа-СаР2-Р5-8Ю2. Оно образует связи с белками благодаря протеканию хемосорбции. Биокерамика со средней реакционной способностью, например, стекло на основе Ма-Са0-Р5-8Ю2. В отличие от предыдущего, стекло на основе оксида кальция не только образует связи с белками, но и является источником ионов кальция (происходит выщелачивание этого элемента из стекла), что стимулирует образование новой костной ткани. Биокерамика, полностью усваиваемая живым организмом. Например, гидроксиапатит Саю(Р)б(0Н)2 и ортофосфат кальция Са3(Р)2. Такая биокерамика очень реакционноспособна, и спустя несколько месяцев после имплантации протез окончательно закрепляется в организме за счет вновь образующейся костной ткани. Важнейшим преимуществом керамических материалов является возможность нанесения их на поверхность других материалов используемых в качестве основ имплантатов, в результате чего образуется двухслойная биосистема. Это может быть, например, система металл-стекло. Такая система очень прочна, и поверхность ее является биологически активной, что весьма важно при вживлении имплантата в структуры организма. В современной имплантологии для замены тканей и отдельных функций организма применяют такие полимерные материалы как полипропилен, полиэтилен, силикон, полиметилметакрилат, дакрон, полиуретан и некоторые виды смол [-]. Большинство полимеров - достаточно прочные и упругие материалы. Они хорошо обрабатываются, и с технологической точки зрения из них наиболее просто изготовить медицинские имплантаты сложной формы, особенно в сравнении с металлами и керамикой. С химической точки зрения некоторые полимеры имеют сильное сходство с биологическими тканями (например, поликапролактам). Деградация полимерных молекул является основным недостатком этой группы материалов. В процессе деградации от длинной макромолекулярной цепи полимера постоянно отделяются ее составные звенья - мономеры, которые начинают растворяться в лимфе, крови и других биологических жидкостях организма. Деградация молекул полимера приводит не только к снижению механической прочности конструкции протеза, но также может способствовать токсичному действию полимера на человеческий организм []. Вследствие этого недостатка большой ряд полимерных материалов используется в имплантологии довольно ограничено. Как правило, протезные полимерные конструкции вводятся в организм на сравнительно небольшой срок в целях замены конкретной медицинской функции отдельного органа в течение нескольких месяцев. Для обеспечения надежной фиксации и функционирования имплантатов в кости на их поверхность наносят различными методами специальные биоактивные покрытия. Эти покрытия могут быть из различных материалов и выполнять отдельные конкретные задачи. Методов нанесения таких покрытий существует множество, например, накатка, изостатическое прессование, электрохимическое осаждение, электрофизические методы, плазменное напыление, спекание порошковых материалов и ряд других []. Спеченные пористые порошковые покрытия получают в процессе термического спекания (припекания) порошка.