The Importance Of Surface Topography For The Biological Properties Of Nitrided Diffusion Layers Produced On Ti6Al4V Titanium Alloy

• Autorzy: Wierzchoń T. , Czarnowska E. , Morgiel J. , Sowińska A. , Tarnowski M. , Rogulska A.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0361

Warianty tytułu

PL

Znaczenie topografii powierzchni dla biologicznych właściwości warstw azotowanych dyfuzyjnie wytwarzanych na stopie tytanu Ti6Al4V

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Diffusion nitrided layers produced on titanium and its alloys are widely studied in terms of their application for cardiac and bone implants. The influence of the structure, the phase composition, topography and surface morphology on their biological properties is being investigated. The article presents the results of a study of the topography (nanotopography) of the surface of TiN+Ti2N+αTi(N) nitrided layers produced in low-temperature plasma on Ti6Al4V titanium alloy and their influence on the adhesion of blood platelets and their aggregates. The TEM microstructure of the produced layers have been examined and it was demonstrated that the interaction between platelets and the surface of the titanium implants subjected to glow-discharge nitriding can be shaped via modification of the roughness parameters of the external layer of the TiN titanium nitride nanocrystalline zone.

PL

Dyfuzyjne warstwy azotowane na tytanie i jego stopach są szeroko badane m. in. w aspekcie zastosowań na implanty kardiologiczne i kostne. Stąd też analizowany jest wpływ struktury składu fazowego, topografii i morfologii powierzchni na ich właściwości biologiczne. W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu topografii (nanotopografii) powierzchni warstw azotowanych –TiN+Ti2N+αTi(N) wytwarzanych w niskotemperaturowej plazmie na stopie tytanu Ti6Al4V na adhezję płytek krwi i ich aglomeratów. Omówiono mikrostrukturę (TEM) wytwarzanych warstw i wykazano, że poprzez stan chropowatości powierzchni zewnętrznej strefy warstwy azotowanej – nanokrystalicznego azotku tytanu (TiN) można kształtować oddziaływanie płytek krwi z powierzchnią implantów tytanowych poddanych procesowi azotowania jarzeniowego.

Słowa kluczowe

EN

Ti6Al4V titanium alloy; glow discharge assisted nitriding; surface topography; wettability; blood platelets

PL

stop tytanu TI6AL4V; proces azotowania jarzeniowego; topografia powierzchni; nasiąkliwość; płytki krwi

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 3
• Strony: 2153--2159
• Opis fizyczny: Bibliogr. 34 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wierzchoń T.

• Warsaw University of Technology, Warszawa, Poland

autor

Czarnowska E.

• Children’s Memorial Health Institute, Warszawa, Poland

autor

Morgiel J.

• Institute of Metallurgy and Materials, Science Polish Academy of Sciences, 30-059 Krakow, Poland

autor

Sowińska A.

• Children’s Memorial Health Institute, Warszawa, Poland

autor

Tarnowski M.

• Warsaw University of Technology, Warszawa, Poland

autor

Rogulska A.

• Institute of Physical Chemistry, Polish Academy of Sciences, Warszawa, Poland

Bibliografia

• [1] K. S. Bramer, S. Odi, C. J. Cobb, L. M. Bjursten, H. van der Heyde, S. Jin, Acta Biomat. 5, 3215 (2009).
• [2] E. Czarnowska, J. Morgiel, M. Ossowski, R. Major, A. Sowińska, T. Wierzchoń, J. Nanosci. Nanotechno. 11, 8917 (2011).
• [3] M. Järn, S. Areva, V. Pore, J. Peltonen, M. Linden, Langmuir 22, 8206 (2006).
• [4] J. Zhao, X. Wang, R. Chen, L. Li, Solid State Commun. 134, 705 (2005).
• [5] S. J. Shabalovskaya, S. J. Anderegg, J. Van Humbeeck, Acta Biomat. 4, 447 (2008).
• [6] X. Lin, P.K. Chu, C.X. Ding, Mat. Sci. Eng. R. 47, 49 (2004).
• [7] A. Zhecheva, W. Sha, W. Malinov, S. Long, Surf. Coat. Tech. 200, 2192 (2005).
• [8] V. Karagkiozaki, S. Logothetidis, N. Kalfagiannis, S. Lousinian, G. Giannoglou, Nanomed.-Nanotechnol. 5, 64 (2009).
• [9] M. Gołębiewski, G. Krużel, R. Major, W. Mróz, T. Wierzchoń, R. Ebner, B. Major, Mater. Chem. Phys. 81, 315 (2002).
• [10] K. Bordji, J. Y. Jouzeau, D. Mainard, E. Payan, P. Netter, K. T. Rie, T. Stucky, M. Hage-Ali, Biomaterials 17, 9, 929 (1995).
• [11] M. Bakir, J. Biomater. Appl. 27, 3 (2012)
• [12] M. I. Jones, J. R. McColl, D. M. Grant, K. G. Parker, T. L. Parker, J. Biomed. Mater. Res. 52, 413 (2000).
• [13] B. Major, W. Mróz, T. Wierzchoń, W. Waldhauser, J. Lackner, R. Ebner, Surf. Coat. Tech. 180-181, 580 (2004).
• [14] M. C. Sunny, C. P. Sharma, Surf. Coat. Tech. 174-175, 591 (2003).
• [15] N. Huang, Y. R. Chen, X. H. Liu, J. Biomater. Appl. 8, 404 (1994).
• [16] A. Geetha, A. K. Sing, R. Asokamani, A. K. Gogia, Prog. Mater. Sci. 54, 397 (2009).
• [17] M. Raaif, F. M. El-Hossany, N. Z. Negm, S. M. Khalil, D. Shaaf, J. Phys. Condens. Mater. 19, 396003 (2007).
• [18] D. B. Lee, M. J. Kim, L. Chen, S. H. Bak, O. Yasikov, V. Fedirko, Met. Mater. Int. 17, 471 (2011).
• [19] C. Alves Jr, C. L. B. Guerra Netto, G. H. S. Moraias, C. F. da Silva, V. Hajek, Surf. Coat. Tech. 194, 196 (2005).
• [20] E. Czarnowska, T. Wierzchoń, A Maranda-Niedbała, E. Karczmarewicz, J. Mat. Sci.-Mater. M. 11, 73 (2000).
• [21] T. Burakowski, T. Wierzchoń, Surface Engineering of Metals: principles, technologies, applications, CRC Press, Boca Raton, New York 1999.
• [22] R. R.M. de Sousa, F. O. de Araújo, K. J. B. Ribeiro, M. W. D. Mendes, J. A. P. de Costa, C. Alves Jr, Mater. Sci. and Eng. A 465, 223 (2007).
• [23] E. Wierzchoń, E. Czarnowska, J. Grzonka, A. Sowińska, M. Tarnowski, J. Kamiński, K. Kulikowski, T. Borowski, K. Kurzydłowski, Appl. Surf. Sci. 334, 74 (2015).
• [24] J. Morgiel, T. Wierzchoń, Surf. Coat. Tech. 259, 473 (2014).
• [25] Z. Nawrot, Adv. Biomed. Eng. 1, 1 (2009).
• [26] D. Brunette, P. Tengvall, M. Textor, P. Thomsen, Titanium in medicine, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2001.
• [27] D. Khang, J. Lu, C. Yao, K. M. Haberstroch, T. J. Webster, Biomaterials 29, 970 (2008).
• [28] Vandrovcova, J. Hamus, M. Drabik, O. Kylian, V. Lisa, L. Bacakova, , J. Biomed. Mater. Res. A 100, 1016 (2012).
• [29] T. Sawase, R. Jimbo, K. Baba, Y Shibata, T. Ikeda, M. Atsuta, Clin. Oral Implan. Res. 19, 491 (2008).
• [30] R. Kriparamanan, P. Aswath, A. Zhou, L. Tang, K. T. Nguyen, J. Nanosci. Nanotechnol. 6, 1905 (2006).
• [32] A. Sowińska, M. Tarnowski, W. Jakubowski, J. Oleksiak. T. Wierzchoń, E. Czarnowska, Eng. Biomater. 119, 27 (2013).
• [33] B. C. Cook, Tromb. Reasearch 104, 39 (2001).
• [34] A. Dolatshuhi-Pirouz, S. Skeldal, M. B. Hovgaard et. al., J. Phys. Chem. 113, 4406 (2009).

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.