Получение углеситалла с повышенными прочностными свойствами для искусственных клапанов сердца

• Автор: Татаринов, Валерий Федорович
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 128 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Общая характеристика работы

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1 Материалы для искусственных клапанов сердца ИКС,

применяемые за рубежом

1.2 Технология и свойства углеситалла УСБ

1.3 Технология и свойства углеситалла УСБ1 и УСБ2

2 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕСИТАЛЛА ДЛЯ ИКС

2.1 Совершенствование технологии получения пластин из углеситалла

2.2 Совершенствование технологии получения втулок из углеситалла

3 ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ УГЛЕСИТАЛЛА ДЛЯ ИКС

3.1 Исследование структуры углеситалла
3.2 Исследование физикомеханических свойств углеситалла
3.3 Исследование триботехнических свойств углеситалла
4 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И ОЦЕНКИ
КАЧЕСТВА УГЛЕСИТАЛЛА ДЛЯ ИКС
4.1 Исследование корреляции между свойствами углеситалла
4.2 Исследование связи свойств углеситалла с эксплуатационными свойствами ИКС
4.3 Система контроля и оценки качества углеситалла
Выводы
Библиографический список использованной литературы
Приложения
Общая характеристика работы
Актуальность


Операции по протезированию ИКС являются сейчас широко распространенными в кардиохирургии. Первая операция такого рода была сделана в году [3], а сейчас по оценкам экспертов в мире ежегодно имплантируется более 0 тысяч ИКС. Операции проводятся во всех цивилизованных странах. В России работы по созданию ИКС начались в году. В году в клиниках России было сделано около 6 0 операций на сердечных клапанах, в США - около 0. Потребность россиян в протезировании ИКС составляет 0 на 1 млн. Механические ИКС, все элементы, которых выполнены из материалов искусственного происхождения. Биологические ИКС, у которых запирающий элемент выполнен из прошедшей специальную химико-ферментативную обработку биологической ткани. К преимуществам биологических ИКС следует отнести сохранение центрального потока крови через клапан, высокую тромборезистентность, бесшумное закрытие клапана, уменьшение осложнений после операции. Невысокая долговечность. По гистологическим данным, критическое время эксплуатации этих клапанов составляет немногим более 5 лет. Трудно получить свежие клапаны в необходимом количестве и необходимого размера, заготовленные асептически [5]. Поэтому в настоящее время многие хирурги применяют более распространенные и надежные механические ИКС. За лет были предложены сотни конструкций ИКС из различных материалов. На смену первому поколению - ИКС с металлическим корпусом и запирающим элементом из силиконовой резины, пришли малогабаритные дисковые ИКС (известны также как вращающиеся или опрокидывающиеся клапаны), с металлическим корпусом и запирающим элементом в виде диска из пиролитического углерода. В настоящее время наиболее распространенными являются двухстворчатые ИКС, изготовленные полностью из пироуглеродных материалов. В приложении А представлена эволюция ИКС. Одной из главных проблем при разработке механических ИКС, которые имеют прямой контакт с жидкими средами и тканями организма, является выбор материала. Материалы для ИКС, наряду с общими требованиями к конструкционным свойствам, должны удовлетворять специфическим требованиям биологической совместимости с организмом. Отсутствие побочных реакций тканей: воспаление, тромбообразование и др. К настоящему времени уже довольно детально исследована токсичность металлов и сплавов. Наиболее приемлемыми из металлов для изготовления корпусов ИКС оказались высокочистый титан и стеллит. В таблице 2 приведены их основные механические свойства [5]. Твердость У. Стеллит имеет следующий состав: хром -%; молибден 5-7%; никель 2,5%; углерод 0,2-0,%; кобальт до 0%. Более сложной проблемой был выбор материала для подвижных элементов ИКС, так как он должен иметь плотность в пределах ( - ) кг/м3, близкую к плотности крови, для обеспечения хороших гидродинамических характеристик. Первыми материалами для изготовления подвижных элементов (дисков) ИКС были тефлон и делрин. Однако, ввиду ранней дегенерации тефлона и возможности разбухания делрина при паровой стерилизации, эти материалы не нашли применения в ИКС. Испытания, проведенные в году в США, показали, что лучшими тромборезистентными свойствами обладают покрытия из пироуглерода. Исследования взаимодействия углерода с кровыо показали, что совместимыми являются только изотропные пироуглероды [7]. Впервые изотропный пироуглерод для запирающего элемента в виде диска был применен в США в ИКС «В]огк-8Ы1еу» в году [8]. В США диск или створки ИКС изготовлены из графита с пироуглеродным покрытием. Корпус также может быть сделан из этого материала, или же из чистого пироуглерода, или из титана, или из стеллита. Однако сложные модели некоторых металлических компонентов требуют использования литейных и сварочных технологий. В результате возникли серьёзные проблемы с усталостной прочностью корпусов ИКС из металла [9,]. Поэтому большинство ИКС, имплантированных в США сегодня, сделаны полностью из пироуглерода или из графита, покрытого пироуглеродом. Сверхнизкотемпературная изотропная форма (Ш/П). Свойства этих материалов приведены в таблице 3. Вязкость разрушения, МПа^м .