Hybrid Pulsed Laser Deposition of Gradient TiN and TiCN coatings for biomedical applications

• Autorzy: Major R.

Warianty tytułu

PL

Gradientowe warstwy TiN i TiCN nanoszone metodą hybrydowej ablacji laserowej dla zastosowań biomedycznych

• Konferencja: Advanced Materials and Technologies, AMT 2007 : XVIII Physical Metallurgy and Materials Science Conference (XVIII; 18-21.06.2007; Warszawa-Jachranka, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Hybryd PLD method was used for deposition high quality thin TiN and TiCN coatings. There was a new layer composition layout proposed by application buffer, starting coating. Sophisticated TEM investigation based on high resolution transmission electron microscopy was used to reveal structure dependence on specific atmosphere in the reactive chamber. New technique of the crystallographic orientation examination based on x-ray texture tomography was applied to estimate contribution of the atmosphere to crystal orientation. Using Dictyosteliwn discoideum as a model organism of specific and nonspecific adhesion, kinetics of shear flow-induced cell detachment was studied. For a given cell, detachment occurs for stress values caused by the applied hydrodynamic pressure above a threshold. Cells are removed from the substrate with an apparent the first-order rate constant that strongly depends on the stress. The threshold stress depends on cell size and physicochemical properties of the substrate, but it is not affected by depolymerization of the actin and tubulin cytoskeleton.

PL

Hybrydowa metoda ablacji laserowej została zastosowana w celu naniesienia wysokiej jakości powłok TiN i TiCN. Zaproponowano nową koncepcję powłok z rozwiniętą startowa warstwą buforową. Technikę wysokorozdzielczej transmisyjnej mikroskopii elektronowej zastosowano w celu oceny wpływu warunków prowadzenia procesu nanoszenia powłok na ich mikrostrukturę. Metodę tomografii tekstury bazującą na dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego z różnej objętości materiału zastosowano w celu określenia wpływu warunków procesu na orientację krystalograficzną. Przy użyciu komórek eucaryota Dictyosteliwn discoideum, jako modelowego organizmu przylegania specyficznego i niespecyficznego, została określona kinetyka przylegania, czyli wyznaczono krytyczne naprężenia ścinające na kontakcie materiał-organizm. Dla przedstawionego organizmu, przyleganie jest uzależnione od wywołanego naprężenia w odpowiednich warunkach ciśnienia hydrodynamicznego. W wyniku ścinających naprężeń, powyżej wartości krytycznej, komórki są usuwane. Wartość naprężeń zależy od wielkości komórki i właściwości fizykochemicznych podłoża.

Słowa kluczowe

PL

hybrydowa metoda ablacji laserowej; powłoki TiN; powłoki TiCN; zastosowania biomedyczne

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 28, nr 3-4
• Strony: 666--671
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Major R.

• Institute of Metallurgy and Materials Science Polish Academy of Sciences. 25 Reymonta Street, 30-059 Krakow

Bibliografia

• [1] Mitura S., Niedzielski P., Jachowicz D., Langer M., Marciniak J., Stanishevsky A., Tochitsky E., Louda P., Couvrat P., Denis M., Lourdin P.: Influence of carbon coatings origin on the properties important for biomedical application; Diamond and Related Materials 5 1996 1185- 1188 ELSEVIER
• [2] Helsen J. A., Breme H. J.: Metals as Biomaterials; Copyright by John Wiley & Sons Ltd, Baffins Lane, Chichester, West Sussex PO19 1UD, England 1998
• [3] Ratner B. D., Hoffman A. S., Schoen F. J., Lemons J. E.; Biomaterials Science: Copyright (2004), Elsevier Inc. p. 1.
• [4] Bäuerle D.; Laser Processing and Chemistry; Springer – Verlag Berlin Heidelberg 2000
• [5] Major B.; Ablacja i osadzanie laserem impulsowym: Wydawnictwo Naukowo-Techniczne AKAPIT, Kraków, (2002)
• [6] Lackner J. M.; Industrially- scaled hybrid Pulsed Laser Deposition at Room Temperature: Published by Orekop sc., Kraków, Poland 2005
• [7] J. L. Lábár; Consistent indexing of a (set of) SAED pattern(s) with the ProcessDiffraction program; Ultramicroscopy, 103 2005. 237-249
• [8] Bonarski J. T.; Rentgenowska Tomografia Teksturowa: Copyright by Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN, Kraków 2001
• [9] Bozzaro, S., and E. Ponte: Cell adhesion in the life cycle of Dictyostelium. Experientia. 1995. 51:1175–1188.
• [10] Ashworth, J. M., and Watts D. J.: Metabolism of the cellular slime mould Dictyostelium discoideum grown in axenic culture. Biochem. J. 1970. 119:175–182.
• [11] Morio, T., Urushihara H., Saito T., Ugawa Y., Mizuno H., Yoshida M., Yoshino R., Mitra B. N., Pi M., Sato T., Takemoto K., Yasukawa H., Williams J., Maeda M., Takeuchi I., Ochiai H., and Tanaka Y... The Dictyostelium discoideum developmental cDNA project: generation and analysis of expressed sequence tags from the first-finger stage of development. DNA Res. 1998. 5:335–340
• [12] Bruckert F., Demily M., Brecht Y., Boulangé L.; Kinetics of yeast detachment from controlled stainless steel surfaces; Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 51 2006. 71-79 ELSEVIER