Powłoki ochronne na bazie winylotrójmetoksysilanu (VTMS) z dodatkiem surfaktantu (Triton X-100) do zastosowań w implantologii

• Autorzy: Kierat Oliwia , Dudek Agata , Adamczyk Lidia

Identyfikatory

DOI

10.15199/40.2022.4.2

Warianty tytułu

EN

Protective coatings based on vinyltrimethoxysilane (VTMS) with the addition of a surfactant (Triton X-100) for application in implantology

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono analizę właściwości fizykochemicznych powłok na bazie winylotrójmetoksysilanu z dodatkiem surfaktantu – Tritonu X-100 – osadzonych na tytanie Grade 2 oraz stopie tytanu Ti6Al4V. Oceniono adhezję powłok do podłoża, grubość powłok, wpływ wytworzonych powłok na odporność korozyjną materiałów, a także wykonano analizę mikrostruktury i parametrów struktury geometrycznej powierzchni powłok przed badaniami korozyjnymi oraz po nich. Przyczepność powłok analizowano za pomocą taśmy ScotchTM. Odporność korozyjną analizowano za pomocą potencjodynamicznych krzywych polaryzacji w symulowanym płynie ustrojowym odwzorowującym warunki ludzkiego organizmu w celu oceny powłok pod kątem ich zastosowania w implantologii. Grubość powłok określono za pomocą mikroskopu cyfrowego KEYENCE VHX-7000 oraz miernika Testan DT-20 AN 120 157.

EN

This paper presents an analysis of the physicochemical properties of coatings based on vinyltrimethosysilane with the addition of Triton X-100 surfactant deposited on titanium Grade 2 and titanium alloy Ti6Al4V. The adhesion of coatings to the substrate, the thickness of the coatings, the influence of the produced coatings on the corrosion resistance of materials were assessed, and the microstructure and parameters of the geometric structure of the coatings surface were analyzed before and after corrosion tests. The adhesion of the coatings was analyzed with ScotchTM tape. Corrosion resistance was analyzed using potentiodynamic polarization curves in a simulated body fluid mapping the conditions of the human body in order to evaluate the coatings for their application in implantology. The thickness of the coatings was determined using the KEYENCE VHX-7000 digital microscope and the Testan DT-20 AN 120 157 meter.

Słowa kluczowe

PL

tytan; stop tytanu; powłoki silanowe; surfaktant; Triton X-100

EN

titanium; titanium alloy; silane coatings; surfactant; Triton X-100

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2022
• Tom: nr 4
• Strony: 107--111
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kierat Oliwia

• Katedra Inżynierii Materiałowej, WIPiTM, Politechnika Częstochowska

• https://orcid.org/0000-0002-2129-0794

autor

Dudek Agata

• Katedra Inżynierii Materiałowej, WIPiTM, Politechnika Częstochowska

• https://orcid.org/0000-0001-9115-028X

autor

Adamczyk Lidia

• Katedra Inżynierii Materiałowej, WIPiTM, Politechnika Częstochowska

• https://orcid.org/0000-0003-4811-5387

Bibliografia

• [1] Santos G. 2017. “The Importance of Metallic Materials as Biomaterials”. Advances in Tissue Engineering and Regenerative Medicine 3 (1): 300–302.
• [2] Prodana M., Stoian A.B., Burnei C., Ionita D. 2021. “Innovative Coatings of Metallic Alloys Used as Bioactive Surfaces in Implantology: A Review”. Coatings 11 (6): 649.
• [3] Kumar S.T., Devi S.P., Krithika C., Raghavan R.N. 2020. “Review of Metallic Biomaterials in Dental Applications”. Journal of Pharmacy and Bioallied Sciences 12 (1): 14–19.
• [4] Niinomi M. 2002. “Recent Metallic Materials for Biomedical Applications”. Metallurgical and Materials Transactions A 33A: 477–486.
• [5] Chouirfa H., Bouloussa H., Migonney V., Falentin-Daudré C. 2019. “Review of Titanium Surface Modification Techniques and Coatings for Antibacterial Applications”. Acta Biomaterialia 83: 37–54.
• [6] Surowska B., Bieniaś J. 2010. “Composite Layers on Titanium and TI6Al4V Alloy for Medical Applications”. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 43 (1): 162–169.
• [7] de Assis S.L., Wolyniec S., Costa I. 2006. “Corrosion Characterization of Titanium Alloys by Electrochemical Techniques”. Electrochemica Acta 51: 1815–1819.
• [8] Long M., Rack H.J. 1998. “Titanium Alloys in Total Hip Replacement: A Mate- rials Science Perspective”. Biomaterials 19: 1621–1639.
• [9] Bai Y., Li S.J., Prima F., Hao Y.L., Yang R. 2012. “Electrochemical Corrosion Behavior of Ti-24Nb-4Zr-8Sn Alloy in a Simulated Physiological Environment”. Applied Surface Science 258: 4035–4040.
• [10] Elias C.N., Lima J.H.C., Valiev R., Meyers M.A. 2008. “Biomedical Applications of Titanium and its Alloys”. Biological Materials Science 60: 46–49.
• [11] Niinomi M., Kuroda D., Fukunaga K., Morinaga M., Kato Y., Yashiro T., Suzuki A. 1999. “Corrosion Wear Fracture of New β Type Biomedical Titanium Alloys”. Materials Science and Engineering A 263: 193–199.
• [12] Adamczyk L., Giza K., Dudek A. 2014. “Electrochemical Preparation of Composite Coatings of 3,4-etylenodioxythiophene (EDOT) and 4-(pyrrole-1-yl) Benzoic Acid (PyBA) with Heteropolyanions”. Materials Chemistry and Physics 144 (3): 418–424.
• [13] Zomorodian A., Brusciotti F., Fernandes A., Carmezim M.J., Moura e Silva T., Fernandes J.C.S., Montemor M.F. 2012. “Anti-corrosion Performance of a New Silane Coating for Corrosion Protection of AZ31 Magnesium Alloy in Hank’s Solution”. Surface and Coatings Technology 206 (21): 4368–4375.
• [14] Cieślik M., Engvall K., Pan J., Kotarba A. 2011. “Silane-parylene Coating for Improving Corrosion Resistance of Stainless Steel 316L Implant Material”. Corrosion Science 53(1): 296–301.
• [15] Somasundaram S. 2018. “Silane Coatings of Metallic Biomaterials Implants: A Preliminary Review”. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applies Biomaterials 106 (8): 2901–2918.
• [16] Liu X., Yue Z., Romeo T., Weber J., Scheuermann T., Moulton S., Wallace G. 2013. “Biofunctionalized Anti-corrosive Silane Coatings for Magnesium Alloys”. Acta Biomaterialia 9 (10): 8671–8677.
• [17] Kierat O., Dudek A., Adamczyk L. 2020. „Zależność właściwości ochronnych powłok silanowych wytworzonych na tytanie Grade 2 i Ti6Al4V od stężenia składnika – winylotrójmetoksysilanu (VTMS)”. Ochrona przed Korozją 63 (11): 364–368.
• [18] Kierat O., Dudek A., Adamczyk L. 2021. “The Effect of the Corrosion Medium on Silane Coatings Deposited on Titanium Grade 2 and Titanium Alloy Ti13Nb13Zr”. Materials 14 (21): 6350.
• [19] González L., Rodríguez A., de Benito J.L., Marcos-Fernández A. 1998. “Applications of an Azide Sulfonyl as Elastomer Crosslinking and Coupling Agent”. Journal of Applied Polymer Science 63 (10): 1353–1359.
• [20] Lee E.-S., Lee S.-M., Cannon W.R., Shanefield D.J. 2008. “Improved Dispersion of Aluminium Nitride Particles in Epoxy Resin by Adsorption of Two- layer Surfactants”. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 316 (1–3): 95–103.
• [21] Kucharczyk A., Adamczyk L., Miecznikowski K. 2021. “The Influence of the Type of Electrolyte in the Modifying Solution on the Protective Properties of Vinyltrimethoxysilane/Ethanol-Based Coatings Formed on Stainless Steel X20Cr13”. Materials 14 (20): 6209;
• [22] Almanza-Workman A.M., Raghavan S., Deymier P., Monk D.J., Roop R. 2004. “Aqueous Silane-surfactant Co-dispersions for Deposition of Hydrophobic Coatings onto Pre-oxidized Polysilicon”. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 232 (1): 67–75.
• [23] Adamczyk L., Dudek A. 2019. “The Influence of Components Concentration in the Electrodeposition Process on the Protective Properties of 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT) with 4-(pyrrole-1-yl) Benzoic Acid (PYBA), Polyoxyethylene-10-laurylether (BRIJ) and Lithium Perchlorate”. Conference Metal 2019. DOI:10.37904/metal.2019.881
• [24] Kafarski P., Lejczak B. 1994. Chemia bioorganiczna. Warszawa: PWN.
• [25] Góral M., Jouini M., Perruchot Ch., Miecznikowski K., Rutkowska I.A., Kulesza P.J. 2011. “Integration of Vanadium-mixed Addenda Dawson Heteropolytungstate within Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and Poly(2,2’- -bithiophene) Films by Electrodeposition from the Nonionic Micellar Aqueous Medium”. Electrochimica Acta 56 (10): 3605–3615.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).