Wpływ implantacji jonów wapnia na właściwości dyfuzyjnej warstwy Ti3P wytworzonej na stopie tytanu Ti6Al4V

• Autorzy: Truszkowski T. , Zajączkowska A. , Rajchel B. , Czarnowska E. , Wierzchoń T.

Warianty tytułu

EN

Influence of calcium ion implantation on properties of Ti3P diffusive layer fabricated on Ti6Al4V titanium alloy

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Tytan i jego stopy ze względu na dobre właściwości mechaniczne i wysoką odporność korozyjną stosowane są jako materiały na implanty kostne. Niestety charakteryzują się one niską odpornością na zużycie przez tarcie i chociaż w najmniejszym stopniu wśród biomateriałów metalicznych, przechodzeniem składników stopu do otaczających tkanek. Stąd też jedyną drogą eliminacji niekorzystnych cech tych materiałów są metody inżynierii powierzchni, w tym również metoda hybrydowa, łącząca proces chemicznego bezprądowego osadzania powłok niklowo-fosforowych (~16% P) z obróbką jarzeniową. W pracy przedstawione są: struktura warstw fosforku tytanu Ti3P, wyniki badań odporności korozyjnej w roztworze Ringera, odporności na zużycie przez tarcie, a także badania biologiczne w kontakcie z osteoblastami. Wyniki uzyskanych badań wykazały, że warstwy Ti3P zwiększają odporność na zużycie przez tarcie, są biozgodne z osteoblastami linii Saos-2, a ich aktywność biologiczną można dodatkowo kształtować poprzez implantację jonów Ca2+.

EN

Due to the good mechanical properties and high corrosion resistance titanium and its alloys are used as a material to construct bone implants. Unfortunately, titanium is characterized by low wear resistance and the migrations of alloy's components to the surrounding tissues. In order to eliminate unfavorable characteristics of titanium and its alloys the surface engineering methods are used, including the hybrid method combining electroless chemical deposition of nickel-phosphorous coatings (~16% P) with glow discharge treatment. The following paper is outlined accordingly to structure and properties of Ti3P titanium phosphide layers (Fig. 1÷3 and Tab. 1, 2), results of wear resistance tests (fig. 4), results of corrosion resistance in Ringer's solution (Fig. 5), and biological studies in contact with osteoblasts (Fig. 6). These results have shown that Ti3P layers increase the wear resistance and are biocompat-ible with osteoblasts Saos-2 line. Moreover their biological activity can be further shaped by Ca2+ ion implantation.

Słowa kluczowe

PL

struktura warstw fosforku tytanu Ti3P; odporność korozyjna w roztworze Ringera; odporność na zużycie przez tarcie

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 30, nr 5
• Strony: 392--395
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Truszkowski T.

autor

Zajączkowska A.

autor

Rajchel B.

autor

Czarnowska E.

autor

Wierzchoń T.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska,

Bibliografia

• [1] Okazaki Y., Ito Y.: New Ti Alloy without Al and V for Medical Implants. Advanced Engineering Materials 2 (2000) 278-281.
• [2] Okazaki Y., et al.: Corrosion resistance, mechanical properties, corrosion fatigue strength and cytocompatibility of new Ti alloys without Al and V, Biomaterials 19 (1998) 1197-1215.
• [3] Elias C. N, Oshida Y., et al.: Relationship between surface properties (roughness, wettability and morphology) of titanium and dental implant removal torque. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials 1 (2008) 234-242.
• [4] Lee B., Lee C., et al.: Effect of surface structure on biomechanical properties and osseointegration. Materials Science and Engineering 28 (2008) 1448-1461
• [5] Czarnowska E., Zajączkowska A. et. al.: Composite Layer with Ti3P external zone produced on titanium alloy for bone application. Advances in Science and Technology 49 (2006) 240-246.
• [6] Czyrska-Filemonowicz A., Buffat P. A., Wierzchon T.: Microstructure and properties of hard layers formed by duplex surface treatment containing nickel and phosphorus on a titanium-base alloy. Scripta Materialia 12 (2005) 1439-1442.
• [7] Hanawa T., Kamiura Y. et. al.: Early bone formation around calcium-ionimplanted titanium inserted into rat tibia. Journal of Biomedical Materials Research 36 (1997) 131-136.
• [8] Krischok S., Blank C. et. al.: Influence of ion implantation on titanium surfaces for medical applications. Surface Science 601 (2007) 3856-3860.
• [9] Krupa D., Baszkiewicz J. et. al.: The influence of calcium and/or phosphorus ion implantation on the structure and corrosion resistance of titanium. Vacuum 63 (2001) 715-719.
• [10] Krupa D., Baszkiewicz J. et. al.: Effect of calcium-ion implantation on the corrosion resistance and biocompatibility of titanium. Biomaterials 22 (2001) 2139-2151.
• [11] Ikeyama M., Nakao S. et. al.: Surface hardness changes induced by O-, Ca- or P-ion implantation into titanium. Colloids Surf. B. Biointerfaces 19 (2000) 263-268.
• [12] Braceras I., Onate J. I. et. al.: Bone cell adhesion on ion implanted titanium alloys. Surface and Coatings Technology 196 (2005) 321-326.