Biokompatybilność utlenianego anodowo stopu Ti6Al4V ELI

• Autorzy: Szewczenko J. , Marciniak J. , Tyrlik-Held J. , Kiel M.

Warianty tytułu

EN

Biocompatibility of Ti6Al4V ELI alloy after anodization

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawione w pracy wyniki badań stanowią próbę określenia wpływu wybranych, wstępnych zabiegów obróbki powierzchniowej na finalną biokompatybilność utlenianego anodowo stopu Ti6Al4V ELI. Proces utleniania anodowego poprzedzono kombinacją zabiegów modyfikacji powierzchni obejmującej szlifowanie, obróbkę wibracyjną i polerowanie elektrolityczne. Końcowym zabiegiem modyfikacji powierzchni była sterylizacja parowa. Zakres badań obejmował: pomiary chropowatości powierzchni, badania odporności na korozję szczelinową i wżerową w roztworze Ringera, określenie stężeń jonów pierwiastków metalicznych, które przeniknęły do roztworu po 28 dniach oraz obserwacje mikroskopowe powierzchni próbek. Wyniki przeprowadzonych badań wykazały istotny wpływ sposobu wstępnego, poprzedzającego proces anodyzacji, przygotowania powierzchni stopu. Wstępne przygotowanie powierzchni do anodyzacji jako proces wieloetapowy nie może być rozumiane wyłącznie jako pojedynczy zabieg bezpośrednio poprzedzający utlenianie anodowe. Wpływ na odporność korozyjną stopu mają bowiem wszystkie wcześniejsze zabiegi modyfikacji powierzchni poprzedzające proces anodyzacji.

EN

Results presented in the paper are an attempt of defining the influence of selected preliminary treatments of surface on the final biocompatibility of anodized Ti6Al4V ELI alloy. The anodization process was preceded by combination of different surface modification treatments including grinding, vibration machining and electropolishing. Steam sterilization was the final surface modification treatment. Range of research included: surface roughness tests, crevice and pitting corrosion investigations in Ringer's solution, determination of concentration of metallic elements which penetrated to the solution after 28 days exposition and microscopic observations of the specimens surface. The results of research have shown significant influence of preliminary methods of surface preparing which precede anodization. Preliminary preparing of the surface to anodization, as a multistage process, can not be understood solely as a single treatment which directly preceded anodization process. In fact, all the earlier treatments of surface modification before anodization have influence on corrosion resistance.

Słowa kluczowe

PL

implanty metalowe; modyfikacja powierzchni; biokompatybilność stopu Ti6Al4V ELI; utlenianie anodowe; korozja szczelinowa; korozja wżerowa

EN

metallic implants; surface modification; anodization; biocompatibility of Ti6Al4V ELI alloy; crevice corrosion; pitting corrosion

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 32, nr 4
• Strony: 751--755
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Szewczenko J.

autor

Marciniak J.

autor

Tyrlik-Held J.

autor

Kiel M.

• Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych, Politechnika Śląska,

Bibliografia

• [1] Marciniak J.: Biomateriały. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice (2002).
• [2] Marciniak J.: Inżynieria biomateriałów. Zagadnienia wybrane. Wydawnictwo Pracowni Komputerowej Jacka Skalmirskiego, Gliwice (2009).
• [3] Marciniak J., Kaczmarek M., Ziębowicz A.: Biomateriały w stomatologii. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice (2008).
• [4] Nałęcz M.: Biocybernetyka i inżynieria biomedyczna 2000. Błażewicz S., Stoch L.: Biomateriały Tom 4. Polska Akademia Nauk, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa (2003).
• [5] Łaskawiec J., Michalik R.: Zagadnienia teoretyczne i aplikacyjne w implantach. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice (2002).
• [6] Wierzchoń T., Czarnowska E., Krupa D.: Inżynieria powierzchni w wytwarzaniu biomateriałów tytanowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa (2004).
• [7] Czarnowska E., Zajączkowska A., Major R., Morgiel J., Wierzchoń T.: Kształtowanie własności implantów tytanowych metodami inżynierii powierzchni. Inżynieria Powierzchni 3 (2007) 13÷18.
• [8] Garbacz H., Ossowski M., Wieciński P., Wierzchoń T., Kurzydłowski K. J.: Mikrostruktura i właściwości warstw międzymetalicznych na stopie Ti-6Al-4V. Problemy Eksploatacji 1 (2007) 45÷55.
• [9] Nagy P. M., Ferencz B., Kálmán E., Djuričić B., Sonnleitner R.: Morphological evolution of Ti surfaces during oxidation treatment. Materials and Manufacturing Processes 20 (5) (2005) 105÷114.
• [10] Cabrini M., Cigada A., Rondelli G., Vicentini B.: Effect of different surface finishing and of hydroxyapatite coating on passive and corrosion current of Ti6Al4V alloy in simulated physiological solution. Biomaterials 18 (1997) 783÷787.
• [11] Van Gils S., Mast P., Stijns E., Terryn H.: Colour properties of barrier anodic oxide films on aluminium and titanium studied with total reflectance and spectroscopic ellipsometry. Surface & Coatings Technology 185 (2-3) (2004) 303÷310.
• [12] Roessler S., Zimmermann R., Scharnweber D., Werner C., Worch H.: Characterization of oxide layers on Ti6Al4V and titanium by streaming potential and streaming current measurement. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 26 (2002) 387÷395.
• [13] Song H.-J., Kim M.-K., Jung G.-C., Vang M.-S., Park Y.-J.: The effects of spark anodizing treatment of pure titanium metals and titanium alloys on corrosion characteristics. Surface & Coatings Technology 201 (2007) 8738÷8745.
• [14] Narayanan R., Seshadri S. K.: Phosphoric acid anodization of Ti-6Al-4V – Structural and corrosion aspects. Corrosion Science 49 (2007) 542÷558.
• [15] Szewczenko J., Walke W., Nowińska K., Marciniak J.: Corrosion resistance of Ti-6Al-4V alloy after diverse surface treatments. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 41 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim (2010) 360÷371.
• [16] Szewczenko J., Marciniak J., Kaczmarek M., Jadacka S.: Wpływ modyfikacji powierzchni stopu Ti6Al4V ELI na odporność korozyjną. Influence of surface modification of Ti6Al4V ELI alloy on corrosion resistance. Engineering of Biomaterials 96-98 (2010) 77÷82.
• [17] Szewczenko J., Nowińska K., Marciniak J.: Wpływ wstępnych zabiegów obróbki powierzchniowej na odporność korozyjną stopu Ti6Al4V ELI po anodyzacji. Influence of initial surface treatment on corrosion resistance of Ti6Al4V ELI alloy after anodizing. Electrical Review 3 (2011) 228÷231.