Повышение качества и оптимизация технологии плазменного напыления биопокрытий из титана и гидроксиапатита на имплантаты

• Автор: Корчагин, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 207 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ БИОПОКРЫТИЙ НА ДЕНТАЛЬНЫХ ИМПЛАНТАТАХ
1.1. Проблемы применения стоматологических имплантатов
1.2. Процесс создания внугрикостных стоматологических имплантатов
1.3. Постановка целей и задач исследований
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ БИОПОКРЫТИЙ
2 .1. Физическая сущность процесса плазменного напыления и анализ подходов физико-математического ОПИСАНИЯ ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ
2.2. Подготовка поверхности подложки для плазменного напыления биопокрытий
2.3. Оптимизация свойст в плазмонапыленных биопокрытий путем формирования регулярной ПОРИСТОЙ СТРУКТУРЫ С ПОМОЩЬЮ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ
Выводы по главе 2
3. ОБЩАЯ МЕТОДИКА ПОЛУЧЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ТИТАНОВЫХ И ГИДРОКСИАПАТИТОВЫХ ПЛАЗМЕННЫХ БИОПОКРЫТИЙ
3.1. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
3.2. ПЛАНИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА
3.2.1. Обоснование выбора экспериментально-статистического метода построения математической модели процесса плазменного напыления порошковых биопокрытий
3.2.2. Выбор параметров оптимизации и факторов
3.2.3: Алгоритм проведения регрессионного моделирования
4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СВОЙСТВ ПЛАЗМОНАПЫЛЕННЫХ БИОПОКРЫТИЙ ИЗ ТИТАНА И ГИДРОКСИАПАТИТА
4.1. Влияние технологии плазменного напыления на структурные характеристики напыленных биопокрытий
4.1.1. Исследование шероховатости плазменных биопокрытий
4.1.2. Исследование морфологии плазменных порошковых покрытий
4.1.3. Исследование удельной поверхности и пористости плазменных биопокрытий
4.2. Исследование влияния ультразвука на процесс плазменного напыления
4.3. Исследования остеоинтеграции имплантатов с плазмонапыленными биопокрытиями
5. РАЗРАБОТКА ОПТИМИЗИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ БИОПОКРЫТИЙ НА ДЕНТАЛЬНЫХ ИМПЛАНТАТАХ
5.1. Технология плазменного напыления биопокрытий в производстве имплантатов
5.2. Технико-экономический анализ эффективности результатов работы
Выводы по главе 5
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
БИБЛИОГРАФИЯ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Сравнительные характеристики различных процессов газотермического
напыления
Приложение 2. Сравнительные данные для некоторых материалов
Приложение 3. Журнал планирования и проведения эксперимента
Приложение 4. Перечень условных обозначений, принятых в работе
Приложение 5. Сведения о токсикологических и технических испытаниях изготовленных
имплантатов
Приложение 6. Акты внедрения результатов работы
Приложение 7. Экономическая оценка эффективности внедрения оптимизированной технологии

ВВЕДЕНИЕ
Проблема повышения качества напыленных покрытий имеет приоритетное значение во многих областях плазменной технологии, включая применение этих покрытий в медицине в качестве биопокрытий на внутрикосгных стоматологических имплантатах.
В последние годы наметился явный интерес к симбиозу биологических и синтетических структур для создания тех или иных искусственных органов [1-12].
Важной и перспективной проблемой современной стоматологии является исправление дефектов зубных рядов с помощью имплантатов. Имплантат выполняет роль опоры зуба для последующего несъемного протезирования. Через определенное время (3-5 месяцев) на него устанавливается коронка или мостовидный протез требуемой конструкции. При этом исключается травмирование соседних зубов.
Потребность в протезировании с помощью имплантатов достаточно велика (например, ежегодная потребность в стоматологических протезах в США составляет около 20 тысяч штук [1, 2]), и следует ожидать тенденцию к увеличению потребности в "вечных" зубных корнях. По данным Всемирной Организации Здравоохранения, частичная адентия, наряду с кариесом и болезнями паро-донта становится наиболее частой патологией зубочелюстной системы. Аденти-ей страдает 75% населения земного шара. Анализ состояния стоматологической помощи по данным отечественных авторов [13], показывает, что частичная адентия составляет в нашей стране от 40 до 75%. Совершенно очевидно, что адентия, неадекватно компенсированная съемным протезом, может привести не

Главный недостаток металлических волокнистых пористых покрытий по сравнению со спеченными пористыми порошковыми покрытиями в том, что волокно до спекания должно быть предварительно спрессовано. Поэтому трудно покрывать сложные формы имплантатов, например, те части конструкции, которые не позволяют применять усилие прессования непосредственно к волокнам на поверхности подложки. Упругость металлических волокон также является проблемой при обеспечении хорошего соединения между покрытием и подложкой. Однако более упругая волокнистая структура может быть потенциально эффективней, чем спеченные пористые порошковые покрытия, для предотвращения резорбции кости благодаря демпфированию давления на кость через имплантат. Но сеточные системы, как и волокнистые, как правило, удобны только для плоских поверхностей имплантатов.
Пористые покрытия могут быть получены также и некоторыми электрофизическими методами. К ним относятся электроконтактное припекание, магнитоимпульсное прессование, электроимпульсное спекание, электрохимическое осаждение и некоторые другие менее распространенные [95,96].
Метод магнитоимпульсного прессования основан на воздействии на порошок через электропроводящий элемент, воспринимающий давление импульсного магнитного поля. Возникающие в этом элементе импульсные электродинамические силы деформируют оболочку, обжимающую заготовку с порошком на поверхности. Преодолевая механическое сопротивление, оболочка сжимает порошок до требуемой плотности.
Отличительной особенностью электромагнитного воздействия является эффект изменения давления по толщине обрабатываемого материала. Деформирующие силы, равные нулю на внешней поверхности заготовки, нарастают по мере затухания магнитного ноля, достигая своего максимального значения на внутренней поверхности. Это создает предпосылки для использования импульсного магнитного поля при получении покрытий из металлических порошков с изменяющейся по толщине пористостью и повышенной прочностью сцепления.
Электроразрядным спеканием получают более качественное покрытие. Элек-троразрядное спекание характеризуется использованием суперпозиции постоянного