Разработка многокомпонентных биоактивных наноструктурных покрытий на основе карбида титана для имплантатов

• Автор: Башкова, Ирина Александровна
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Материалы для искусственных имплантатов

1.1.1 Полимеры.

1.1.2 Керамические материалы.

1.1.3 Металлические материалы

1.1.4 Композиционные материалы.

1.2 Биосовместимые покрытия для металлических имплантатов

1.2.1 Са и Р содержащие покрытия.

1.3 Методы нанесения покрытий на металлические имплантаты

1.3.1 Физическое осаждение РТ

1.3.1.1 Вакуумное испарение
1.3.1.2 Катоднодуговое осаждение
1.3.1.3 Магнстройное распыление
1.4 Перспективы использования композиционных СВСмишеней для
магн стройного распыления
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1 Получение композиционных мишеней методом СВС.
2.2 Магнетронное напыление покрытий
2.3 Методы исследования структуры и химического состава покрытий.
2.4 Определение топографии поверхности покрытий
2.5 Исследование механических свойств покрытий.
2.6 Определение адгезионной прочности покрытий.
2.7 Исследование трибологических свойств покрытий
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ГЛАВА 3. СТРУКТУРА МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ БИОАКТИВНЫХ НАНОСТРУКТУРНЫХ ПОКРЫТИЙГ
3.1 Элементный состав покрытий.
3.2 Структура покрытий.
3.2.1 Морфология покрытий
3.2.2 Фазовый состав покрытий
3.2.3 Размер зерна.
3.2.4 Топография поверхности.
3.3 Выводы.
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ МЕХАНИЧЕСКИХ И ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОКРЫТИЙ.
4.1 Механические свойства
4.2. Трибологические свойства
4.2.1 Трибологическис свойства покрытий, испытанных на воздухе.
4.2.2 Трибологические свойства покрытий, испытанных в физиологическом растворе
4.3 Выводы
ГЛАВА 5. ОСОБЕННОСТИ ДЕФОРМАЦИИ И РАЗРУШЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ АДГЕЗИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ
5.1 Система покрытиеподложка ii
5.2 Система покрытиенодложка ЦеллитН
5.3 Система покрытиеподложка А0з.
5.4 Выводы
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Показано, что испытанные образцы не обладают местнораздражающим и токсическим действием, стерильны, соответствуют требованиям, предъявляемым к изделиям, постоянно контактирующим с внутренней средой организма. На основе заключений титановые пластины и дентальные имплантаты с осажденными на них МБНП рекомендуются к применению по назначению по показателю не токсичности и стерильности. Зарегистрированы «Ноу-хау»: «Способ вакуумного нанесения твердых биосовместимых покрытий на основе карбида титана, легированного кальцием и фосфором, на ортопедические и дентальные имплантаты» и «Способ ионпо-плазменного осаждения сверхтвердых многокомпонентных наноструктурных покрытий на основе карбидов и боридов титана и хрома при одновременной ионной имплантации». Впервые получены многофункциональные биоактивные наноструктурные покрытия Ті-Са-С-0-(Л), Ті-7г-С-0-(М) и Ті-Са-Р-С-О-(М) с высокими механическими, трибологическими и биологическими свойствами путем магнетронного распыления композиционных материалов на основе систем ТіС-СаО, ТіС-7т, ТіС-СаО-ТіОг, ТіС-ГАП (ГАП - Саю(Р)б(0Н)2), синтезированных методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Установлены закономерности деформации и разрушения покрытий на подложках с различным отношением модуля упругости к твердости (Е/Н), выражающиеся в изменении механизма деформации: при низком отношении Е/Н реализуется преимущественно упругая деформация, а при высоком отношении Е/Н — пластическая деформация, что позволило разработать критерии оценки адгезионной прочности покрытий на различных подложках медицинского назначения. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов и девяти приложений. Физико-химические основы новейших технологий XXI века», Институт физической химии и электрохимии, г. Москва , г. Анахайм, США, г. Международном симпозиуме по самораспространяющемуся высокотемпературному синтезу, г. Кальяри, Италия, г. Евромате-, г. Прага, Чехия, г. Нанси, Франция, г. Москва, г. Япония, г. Сан Диего, Калифорния, г. Бостон, США, г. Биосовместимые наноструктурные материалы и покрытия медицинского назначения», г. Белгород, г. Всероссийском совещании «Биокерамика в медицине», г. Москва, г. Российско-Американском семинаре «Наноструктурные покрытия и границы раздела», г. Москва, г. Дижон, Франция, г. Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 научных работ в виде статей в периодической печати. Материал диссертации изложен на 0 страницах машинописного текста; включает таблиц и рисунок. Список использованных источников состоит из 2 наименований работ отечественных и зарубежных авторов. Впервые [1], биоматериалы были определены как искусственные материалы медицинского назначения, предназначенные для взаимодействия с биологическими средами. Далее, под термином «биоматериалы» стали подразумевать натуральные или искусственные материалы, предназначенные для выполнения, дополнения или замещения функций живых тканей [2]. Самые первые случаи использования биоматериалов наблюдались в древней Финикии, где люди использовали золотую проволоку для скрепления и фиксации соседних зубов. В течение последнего столетия были разработаны и изучены различные натуральные и искусственные материалы с целью их использования в качестве замены поврежденных участков костей, органов и живых тканей [3]. За последние лет изучено и внедрено в медицинскую практику более различных материалов для лечения, восстановления и замены различных частей человеческого тела [4]. Удалось улучшить качество используемых протезов, а вместе с тем и достичь срока их службы до - лет. При этом важными условиями при производстве металлических имплантатов всегда были дизайн протеза и выбор материала с точки зрения его биосовместимости [3]. Сегодня искусственные заменители костей широко используются в современной реконструктивной хирургии (ортопедической, дентальной, черепно-челюстно-лицевой и др. Число больных, нуждающихся в операциях по восстановлению целостности кости, довольно велико: только для США эта цифра ежегодно составляет 1 млн.