Struktura i własności fizykochemiczne warstw pasywno-węglowych na implantach ze stali chromowo - niklowo - molibdenowych

• Autorzy: Marciniak J. , Paszenda Z. , Kaczmarek M. , Ziębowicz A. , Szewczenko J. , Chrzanowski W. , Lelątko J. , Smolik J.

Warianty tytułu

EN

Structure and physical-chemical properties of passive-carbon layers on Cr-Ni-Mo steel implants

• Konferencja: Ogólnopolska Konferencja Naukowa "Obróbka Powierzchniowa" (VI; 20-23.09.2005; Kule k. Częstochowy, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawione zostały wyniki wieloletnich badań. nad zastosowaniem warstw pasywno-węglowych na implantach ze stali Cr-Ni-Mo. Warstwy te wytwarzane są dwuetapowo: poprzez polerowanie elektrolityczne i pasywację chemiczną i kolejno przez wytworzenie warstwy węglowej w procesie RF PCVD. Zbadano strukturę warstw metodami spektroskopii Auger'a, Ramann'a i fotoelektronów oraz metodami wysokorozdzielczej mikroskopii elektronowej transmisyjnej i skaningowej. Ponadto zbadano własności fizykochemiczne warstw w celu określenia ich odporności na korozję wżerową, szczelinową, naprężeniową i zmęczeniową. Korzystny zespół właściwości implantów z warstwami pasywno - węglowymi w zastosowaniu w chirurgii rekonstrukcyjnej (traumatologii, szczękowo twarzowej i wewnątrznaczyniowej) potwierdzony został w badaniach ,,in vivo" - przedklinicznych i klinicznych.

EN

The paper presents results of long-term research on passive - carbon layers on Cr-Ni-Mo steel implants. The layers are created in two stages: first - the electrolytic polishing and the chemical passivation, second - deposition of the carbon layer in the RP PCVD process. In order to evaluate the structure of the layers the Auger, the Ramann and the photoelectron spectroscopy as well as the high resolution transmission and scanning electron microscopy were applied. Furthermore, the physical and the chemical properties of the layers were tested in order to determine their resistance to pitting, crevice, stress and fatigue corrosion. Favorable properties of implants with passive - carbon layers applied in the reconstruction surgery (traumatology, maxillo-facial and intravascular) were confirmed in preclinical and clinical "in vivo" tests.

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 26, nr 5
• Strony: 440--443
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Marciniak J.

• Politechnika Śląska, Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych

autor

Paszenda Z.

• Politechnika Śląska, Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych

autor

Kaczmarek M.

• Politechnika Śląska, Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych

autor

Ziębowicz A.

• Politechnika Śląska, Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych

autor

Szewczenko J.

• Politechnika Śląska, Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych

autor

Chrzanowski W.

• Politechnika Śląska, Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych

autor

Lelątko J.

• Uniwersytet Śląski

autor

Smolik J.

• Instytut Technologii Eksploatacji w Radomiu

Bibliografia

• [1] Marciniak J.: Stal austenityczna – podstawowe tworzywo implantacyjne w chirurgii urazowo-ortopedycznej. Ortopedia, Traumatologia Rehabilitacyjna, 3, 2, 2002, 52÷58.
• [2] Marciniak J.: Biomateriały metaliczne, w: M. Nałęcz (red): Biocybernetyka i inżynieria biomedyczna 2000. Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa 2003, t.4, 5÷25.
• [3] Marciniak J.: Biomateriały. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2002.
• [4] Ratner B.D., Hoffman A.S., Schoen F.J., Lemons J.E.: Biomaterials science. Elsevier, London 2004.
• [5] Marciniak J., Paszenda Z., Boba J., Koczy B.: Thin carbon layers on implants made of type AISI 316L stainless to osteosynthesis. Materials Science and Implants Orthopaedic Surgery. NATO Advanced Study Institute. Crete, Chonia 1994.
• [6] Marciniak J., Boba J., Paszenda Z., Mitura S.: Einfluβ von Passivierung – und Kohlenstoffschichten auf austenitichen Cr-NiMo Stählen auf die Beständigkeit gegen Lochfroβ und Spannungsniβ Korrosion. Werkstoffe und Korrosion 44, 1993, 379÷383.
• [7] Cheng Y., Wu Y., Chen J. et al: On the deposition mechanism of a-C:H films by plasma enhanced chemical vapor deposition. Surface and Coatings Technology 2000, 135, 27÷33.
• [8] Donet C.: Recent progress on the tribology of doped diamondlike and carbon alloy coatings: a review. Surface and Coatings Technology 1998, 100-101, 180÷186.
• [9] Inkin V.N., Kurpilenko G.G., Dementjev A.A, Maslakow K.I.: A super hard diamond-like carbon film. Diamond and Related Materials 9, 2000, 715÷721.
• [10] Chi-Lung Chang, Da-Yung Wang: Microstructure and adhesion characteristics of diamond-like carbon films deposited on steel substrates. Diamond and Related Materials 10, 2001, 1528÷1534.
• [11] Kazuhisa Miyoshi: Friction and wear properties of as-deposited and carbon ion-implanted diamond films. Materials Science and Engineering A209, 1996, 38÷53.
• [12] Linder S., Pinkowski W., Aepfelbucher M.: Adhesion, cytoskeletal architecture and activation status of primary human macrophages on a diamond-like carbon coated surface. Biomaterials 23, 2002, 767÷773.
• [13] Yang P., Kwok S.C.H., Fu R.K.Y, Leng Y.X., et al.: Structure and properties of annealed amorphous hydrogenated carbon (aC:H) films for biomedical applications. Surface and Coatings Technology 177÷178, 2004, 747÷751.
• [14] Marciniak J. i inni: Projekt badawczy KBN nr 41738.91.01.
• [15] Mazurkiewicz A., Mitura S., Marciniak J.: Projekt badawczy celowy KBN nr 7T08C04399C/4487
• [16] Szewczenko J.: Badania procesów korozji implantów z warstwami pasywnymi i pasywno – węglowymi w warunkach elektrostymulacji zrostu kostnego. Praca doktorska Politechniki Śląskiej, Gliwice 2001.
• [17] Kaczmarek M.: Dobór cech użytkowych elementów płytkowego systemu stabilizacyjno – manipulacyjnego do osteosyntezy. Praca doktorska Politechniki Śląskiej, Gliwice 2001.
• [18] Ziębowicz A.: Zastosowanie implantów ze stali Cr-Ni-Mo z warstwami pasywno węglowymi do osteosyntezy płytkowej kości żuchwy. Praca doktorska Politechniki Śląskiej, Gliwice 2002.
• [19] Chrzanowski W.: Kształtowanie własności fizyko-chemicznych gwoździ metalicznych do elastycznego, śródszpikowego zespalania kości. Praca doktorska Politechniki Śląskiej, Gliwice 2003.
• [20] Paszenda Z.: Kształtowanie własności fizyko-chemicznych stentów wieńcowych ze stali Cr-Ni-Mo do zastosowań w kardiologii zabiegowej. Zesz. Nauk. Pol. Śląskiej, nr 16667. Politechnika Śląska, Gliwice 2005.
• [21] Koczy B., Marciniak J.: Biotolerancja implantów ze stali AISI 316L z warstwami pasywnymi i pasywno-diamentowymi. Inżynieria Biomateriałów 11, 2000, 23-31.
• [22] Marciniak J. i inni: Projekt badawczy KBN nr T08C 012.11.
• [23] Marciniak J. i inni: Projekt badawczy KBN nr 4P05C 05910.