Tvorba filmu oxidu na povrchu titánu

Video: Návod na inštaláciu Bio3 implantát v dolnej čeľusti

Ako už bolo niekoľkokrát uvedené, titán a jeho zliatiny sú široko použitie v lekárskej a zubné implantáty. zliatiny titánu nedostatok úspechu je vzhľadom k degradácii zliatiny, keď je v biologickom prostredí a minimálne reakcie okolitého tkaniva v jeho prítomnosti (Thull a kol., 1992- Thull, 1994- ÇÍăĎ et al., 1997-Jacobs a kol., 1998- Alcantara a kol. , 1999) Táto úroveň odolnosti proti korózii a biokompatibilitu s ľudským telom, je dané predovšetkým prítomnosť vysoko inertného oxidu kovu filmu (Takmer stechiometrický TiO₂) Spontánne vytvorená na povrchu titánu. Titan je vysoko reaktívny kov, ktorý sa rýchlo oxiduje, keď sú vystavené vzduchu alebo vody (v milisekundách). To je vzhľadom k prítomnosti extrémne tenkého filmu (v poriadku 10-100 A), ktorá slúži ako bariéra pre kontinuálne oxidáciu kovového titánu zachováva svoj tvar. Oxidácie titánu (ak vynecháme čas na kapacitné nabíjanie rozhranie) môže prejsť nasledujúcich reakcií, čím sa získa elektróny (vytvorenie prechodnej prúdy) (Gilbert et al, 1996):

Tí + H₂O TiO₂ + 4H⁺ + 4e^-

a

tí tí³⁺ + 3e^-.

Existujú aj ďalšie možné reakcie, ale je pravdepodobné, že predstavuje hlavnú reakciu.

reakcie:

Tí + O₂ TiO₂

Nevytvára žiadne elektrón, ktorý môže byť registrovaný potenciostatickou metódy. Takže táto druhá reakcia, a to aj v prípade, že existuje, nebude prispievať k generované prechodovými prúdmi.

Vzhľadom na dôležitú úlohu pasívneho oxidu filmu na zabezpečenie biokompatibilitu titánu (odolnosť proti korózii) je rozhodujúcou mierou schopnosti oxidu titaničitého odolávať mechanické, chemické a elektrochemickej degradáciu (Healy et al., 1992- Gilbert et al., 1996).

Kryštálová mriežka titánu môže existovať v niekoľkých fázach, ktoré možno získať za použitia rôznych prídavných látok. titánovej zliatiny sú rozdelené do &alpha--, &alpha--&beta-- a &beta - zliatiny. Okrem toho, v každom prípade v kove stále prítomný &omega - fáza. Niektoré prísady iniciovať &alfa - fáza, zatiaľ čo druhá - &beta - fázy. &alfa - Titan stabilizované prvky, ako je Al, Sn, Zr, V, C, N a O (Hillmann, Donath, 1996) a &beta - fáza aktivovaný V, Mo, Nb, Cr, Fe, Mn (Thull, 1996).

V traumatológii a ortopédii boli stále v posledných rokoch sa používajú materiály vyrobené na báze &beta - Tí fáz. Treba znova pripomenúť, že sú vždy prítomné nečistoty, najmä &alfa - titán.

Praktické využitie titánu pre výrobu chirurgických implantátov bol vyriešený tým, že mnoho konferencií a sympózií kongresov (ASTM 1983- Thull, 1988, 1996- EMBEC, 1999). Najrozšírenejšie v zubnej a ortopedické účely titánu (a) a zliatiny Ti-6Al-4V (&alfa, &beta). Čistý titan sa používa menej často, najmä pre zubné implantáty a ako materiál pre nanášanie povlakov na poréznych implantátov, pretože jeho pevnosť je nižšia ako u zliatiny s legovacími prísadami. Modul pružnosti pre Tí je približne 110 GPa, zatiaľ čo pre Co-Cr zliatin - 210 GPa (Imám Fraker, 1996). Avšak, jeho sila je asi päťkrát väčšia, než pevnosť kostného tkaniva - 20 GPa. Vďaka tomu je aktívny kov veľmi sľubné pri vytváraní prístroje a zariadenia na osteosyntézu (Charles a kol., 1996- Muller a kol., 1990- Muller, 1996- Thull, 1994).

Ostatné zliatiny titánu, vrátane &beta - titán, sa používajú ako rôznych chirurgických implantátov, protéz, pre ktoré požiadavky na pevnosť vyššia ako u čistého titánu. Medzi titánových zliatin &beta - tvar titán ponúkajú najväčšiu možnosť využitia v implantátoch z dôvodu jednoduchej manipulácie, vysoké mechanické vlastnosti, čo umožňuje vykonávať dlhodobom horizonte cyklické zaťaženie (imáma, 1996- Thull, 1994).

AV Karpov VP Shakhov
Externé fixačné systém a regulačné mechanizmy optimálne biomechanika

Delež v družabnih omrežjih:

Podobno