Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Biomechanical analysis of the femurDynamic Condylar Screw (DCS) system

Kajzer W., Kajzer A., Antonowicz M.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2016

|

Vol. 79, nr 1

19--26

EN

Purpose: The aim of this study was a biomechanical evaluation of the (Dynamic Condylar Screw - DCS) system after epicondyle fractures and a comparison of obtained results of the two alternative biomaterials for the stabilizer. Design/methodology/approach: Models of stabilizer and femur were designed, the discretization was conducted and boundary conditions were set. Numerical analysis with the use of the finite element method was performed in the ANSYS Workbench 15 Software. Two models of system: M-316 LVM (stabilizer with properties CrNiMo steel - femur) and M-Ti64 (stabilizers with properties Ti6Al4V alloys – femur) were subjected to numerical analysis. As a reference point the state of displacement, strain and von Misses stresses by in helfy femur (M-HF) were determined. Findings: For all of the analysed models, the values of assumed mechanical properties of cortical bone and cancellous bone were not exceeded. Simultaneously, it is possible to use alternative biomaterials, CrNiMo steel or Ti6Al4V alloy for DCS system. Research limitations/implications: In order to perform more detailed characteristics of analysed DCS implant, in future research it is expected to carry out macro and microscopic observations for implants removed from the body and their electrochemical evaluation. Practical implications: The analysis allows the determination of potentially dangerous areas, affected to damage due to overloading. Furthermore, the analysis identifies the areas of initiation and development of crevice, pitting and fatigue corrosion. Originality/value: The presented work allows the selection of alternative metallic biomaterials for the manufacturing of the evaluated DCS system and indicates its potentially dangerous area. This work might be interesting for engineers and doctors dealing with the construction of a new forms of implants used in orthopedics.

2

Analiza powierzchni biomateriałów metalicznych stosowanych w protetyce stomatologicznej wytwarzanych metodą frezowania

Rylska D., Szynkowska M. I., Leśniewska E., Pawlaczyk A., Paryjczak T., Sokołowski K., Sokołowski G., Sokołowski J.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 5

941-948

PL

Dokonano analizy wybranych właściwości elementów wykonanych ze stopu Zenotec™ NP metodą frezowania oraz porównania odporności korozyjnej elementów bez i po procesach pasywacji elektrochemicznej. Do badań użyto elementów ze stopu CoCr Zenotec NP/Wieland, frezowanych w urządzeniu Zenotec/Wieland. Określono ich mikrostrukturę i skład chemiczny. Morfologię stopów scharakteryzowano metodą skaningowej mikroskopii elektronowej z użyciem EDS. Badania obejmowały również ocenę odporności na korozję elektrochemiczną przez analizę krzywych polaryzacji anodowej. Zbadano także wpływ pasywacji elektrochemicznej, w fizjologicznym roztworze NaCl, powierzchni stopu na jego właściwości korozyjne. Wyniki badań wskazują na wysoki stopień jednorodności składu chemicznego wytwarzanych elementów, a co za tym idzie również dobre właściwości antykorozyjne, natomiast badania elektrochemiczne metodą polaryzacji potencjodynamicznej wykazały większą odporność korozyjną elementów poddanych procesowi modyfikacji powierzchni.

EN

Profile-milled, blast sanded or founded com. CoCr and CoCrMo alloy prosthetic elements compn. and electrochem. corrosion resistance optionally after passivation in 0.9% NaCl soln. at 10–40 mV. The profile-milled elements showed the highest homogeneity of the chem. compn. The passivation at 10 mV resulted in an increased corrosion resistance of the elements.

3

Modyfikacja powierzchni podłoża tytanowego warstwami węgloazotku krzemu

Konefał-Góral J., Małek A., Kluska S., Jonas S.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 3

185--188

PL

W pracy zamieszczono wyniki badań dotyczące otrzymywania warstw SiCxNy(H) osadzonych na medycznym tytanie typu Grade 2 metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej ze wspomaganiem plazmy generowanej mikrofalami MW-CVD (2,45 GHz, 2 kW). Warstwy otrzymano, stosując mieszaninę prekursorów zawierających silan, amoniak i metan, rozcieńczonych w argonie. Zmodyfikowane materiały poddano analizie składu chemicznego i budowy atomowej za pomoc metod EDS/SEM i FTIR. Wyznaczono również współczynnik tarcia oraz zużycia układów tytan/warstwa. Stwierdzono, że otrzymane warstwy węgloazotku krzemu na podłożu Ti Grade 2 wpływają na poprawę jego właściwości tribologicznych.

EN

This work includes research on achieving SiC xNy(H) layers deposited on a medical titanium Grade 2 surface with the application of microwave plasma assisted chemical vapor deposition (MW-CVD 2.45 GHz, 2 kW). The layers were deposited using a mixture of gaseous precursors containing silane, methane, ammonia and argon. The chemical composition and atomic structure were examined using SEM and FTIR techniques. Tribological tests were also done. It was found that the silicon carbonitride layer deposited on the titanium Grade 2 surface improves its tribological properties.

4

Nanowarstwy ceramiczne jako warstwy pośrednie na stopie tytanu dla medycyny

Surowska B., Bieniaś J., Wierzchoń T., Pszczoła K.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 6

661-663

PL

Biomateriały metaliczne są nadal niezastąpione w szeregu zastosowaniach medycznych ze względu na korzystne właściwości mechaniczne. Jednym z najważniejszych problemów jest sposób przygotowania powierzchni materiału do kontaktu z tkanką żywą. Obecnie najszerzej stosowane są warstwy ceramiczne, co stwarza konieczność uzyskania trwałego połączenia pomiędzy metalicznym podłożem, a ceramiczną powłoką. W pracy dokonano charakterystyki układów: stop Ti6Al4V-warstwa SiO2-TiO2 oraz stop Ti6Al4Vwarstwa TiN+Ti2N+?Ti(N)-warstwa SiO2-TiO2, przeznaczonych do pokrycia porcelaną stomatologiczną lub hydroksyapatytem. Warstwa SiO2-TiO2 wytwarzana była metodą zol-żel. Warstwa TiN+Ti2N+ alfaTi(N) otrzymywana była metodą azotowania jarzeniowego. W pracy przedstawiono wyniki badań odporności na zużycie ścierne przeprowadzonych metodą pin-on-disc w powietrzu i w sztucznym osoczu (simulated body fluid - SBF). Interpretacji wyników dokonano w powiązaniu z wcześniej wykonanymi i publikowanymi rezultatami badań mikrostrukturalnych i fazowych. Stwierdzono korzystne oddziaływanie SBF, obniżające współczynnik tarcia w obu przebadanych układach warstw oraz wyższą trwałość w SBF układu wielowarstwowego złożonego z warstwy azotowanej oraz krzemionkowo-tytanianowej.

EN

Metallic biomaterials are still irreplaceable at some medical applications because of their superior mechanical properties. One of an important issue is the method of material surface preparation for the contact with living tissue. Nowadays the ceramic layers are the more widely used. Therefore the good metal-ceramic bonding is very important. The Ti6Al4V alloy with SiO2-TiO2 layer and the multilayer system: Ti6Al4V - TiN+Ti2N+?Ti(N) - (SiO2-TiO2) were characterized. These hybrid systems are destined as intermediate layers under porcelain or hydroxyapatite. The SiO2-TiO2 layer was created with the use of the sol-gel method. The TiN+Ti2N+?Ti(N) layer was deposited by glow-discharge nitriding. Microstructural characteristics of multilayered systems (SEM) and wear resistance in air and in simulated body fluid SBF (pin-on-disc method) were analysed. It was found that the SBF has an advantageous influence on the decrease of the friction coefficient of both systems and the better wear resistance of multilayer system nitriding film with silica-titania film.

5

Improvements of medical implants based on modern materials and new technologies

Balazic M., Kopac J.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2007

|

Vol. 25, nr 2

31-34

EN

Purpose: Modern medical implants are products with pretentious requirements regarding materials, machining technologies and their functionality. In general they are divided into two main groups which are permanent and temporary medical implants. To improve implant's performance in the working environment one of the main goals of research and development process is to improve implant's biofunctionality, biocompatibility, corrosion resistance, bioadhesion, processability and availability. Design/methodology/approach: Development of modern medical implants is a multi-stage design and manufacturing process primarily based on computer design, computer numerical simulations and in-vitro tests. Findings: Some improvements could be done with reverse engineering technology which generates a numerical model from the workpiece in order to get a replica or geometric variant for the scanned data. Practical implications: The surgical treatments of bone fractures (osteosynthesis) are divided into external fracture fixation or internal fracture fixation. One of the most common used medical implant for internal fracture fixation is bone fixation plate which holds together the bone fragments. In some cases the improved shape of the plate could results into better biofunctionality and bioadhesion. Originality/value: In this contribution few examples of machining technologies based on CAD-CAM principle, modern materials and research/development process of modern medical implants is presented.

6

Modyfikacje powierzchni implantów metalicznych

Przybyszewska-Doroś I., Okrój W., Walkowiak B.

Inżynieria Biomateriałów

|

2005

|

R. 8, nr 43-44

52--62

PL

Implanty medyczne powinny spełniać wiele istotnych warunków, aby mogły być bezpiecznie stosowane u osób chorych. Od wszczepów wymaga się braku toksyczności i cech alergennych oraz braku działań mutagennych i kancerogennych. W zależności od zastosowań wymagania poszerzają się o hemo-i trombozgodność oraz biofunkcjonalność. Wszystkie implanty z czasem ulegają degradacji. W przypadku implantów metalicznych znaczącym zjawiskiem jest korozja, która może prowadzić do metalozy oraz do utraty ich właściwości mechanicznych. Metalami najszerzej stosowanymi w medycynie jest tytan i jego stopy, stopy Co-Cr-Mo oraz stal medyczna 316L. Materiały te cechują dobre właściwości mechaniczne i fizyko-chemiczne. Tolerancja przez organizm biorcy jest zróżnicowana. Poprawa biozgodności i tolerancji materiału może być osiągnięta drogą modyfikacji jego powierzchni. Rodzaje zmian powierzchni wszczepów metalicznych można najogólniej podzielić na dwie grupy: fizyko-chemiczną i biochemiczną. Metody fizyko-chemiczne powodują zmiany składu chemicznego istniejącej powierzchni. Metody biochemiczne oparte są na przyłączaniu związków organicznych, które ułatwiają wiązanie białek do powierzchni "uatrakcyjniając" warstwę wierzchnią wszczepu.

EN

Medical implants should meet several relevant conditions for safely use. Grafts have to be free from toxicity and allergenic features, and also free from mutagenic and carcinogenic effects. In dependence on the use requirements can be extended on hemo- and thrombo-compatibility, and also on bio-functionality. Every implant undergo to gradual degradation due to contact with body fluids. Corrosion is a significant phenomenon in the case of metallic implants, and it can results in metalosis and also in lose of mechanical property of an implant. The most often used metallic materials are: titanium and its alloys, Co-Cr-Mo alloys and medical steel 316L These materials possess proper mechanical and physico-chemical properties, but their tolerance by the recipient body is diverse. An improvement in biocompatibility and tolerance of metallic materials can be reached by a surface modification. Types of surface modification methods can be divided onto two groups: physico-chemical and biochemical methods. Physico-chemical methods of modification cause changes in chemical composition of the existing surface, whereas biochemical methods rely on attachment of small organic molecules, which allow to bind to the surface of specific proteins, making the implant surface more attractive.

7

Electrolytic polishing of corrosion-resistant metal stents

Nawrat G., Waś J., Gonet M., Simka W., Bold T.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2003

|

Vol. 5, nr 3

65-68

EN

The paper deals with investigations on the influence of the parameters of the electrochemical and chemical treatment of stents made of steel type 00H17N14M2A on their corrosion resistance in constitutional fluids. The influence of the chemical composition of baths used for their electrolytic polishing and chemical passivation on the quality of the surface of the stents and the working parameters of their final treatment were determined, as well as the resistance of polished and passivated stents to pitting corrosion in Tyrode's and chloride solutions.

8

Biotolerancja implantów ze stali AlSl 316L z warstwami pasywnymi i pasywno-diamentowymi

Koczy B., Marciniak J.

Inżynieria Biomateriałów

|

2000

|

R. 3, nr 11

23--31

PL

Przedstawiono wyniki badań biotolerancji implantów metalicznych ze stali AlSl 316L uszlachetnionych warstwami pasywnymi i pasywno - diamentowymi w doświadczeniach na modelach zwierzęcych jakim były świnki morskie. Badania miały na celu wykazanie przydatności tego materiału dla chirurgii urazowo - ortopedycznej i szczękowo - twarzowej. Doświadczenia przeprowadzono według zaleceń normy ASTM 981-86. Implanty wszczepiono do tkanek podskórnych, mięśniowych i kostnych zwierząt. Obserwacje histopatologiczne tkanek zwierząt grupy kontrolnej i doświadczalnej prowadzono po okresach 12, 26 i 52 tygodni. Oprócz badań tkanek okołowszczepowych prowadzono także badania histopatologiczne tkanek miąższowych organów detoksykacyjnych. Na podstawie przeprowadzonych badań można stwierdzić, że warstwy pasywne i pasywno - diamentowe, wytworzone sposobem opracowanym w Zakładzie Materiałów Biomedycznych Politechniki Śląskiej oraz Zakładzie Materiałów Cienkowarstwowych Politechniki Łódzkiej cechują dobre właściwości zaporowe. Blokują skutecznie inicjację i rozwój korozji implantów, a w konsekwencji infiltrację jonów metalicznych do tkanek. Uzyskane wyniki są więc obiecujące do zastosowań wymienionych biomateriałów metalicznych dla praktyki klinicznej w chirurgii rekonstrukcyjnej, a w szczególności urazowo-ortopedycznej oraz szczękowo-twarzowej.

EN

Results of biotolerance investigations ace presented of the metallic implants from fhe AlSl 316L steel improved with the passive and passive-diamond coatings in experioments on the animal models fea tured by guinea -pigs. The purpose was to demonstrate their applicability in the traumatic-orthopaedic and maxillofacial surgery. The experiments were carried out according to the ASTM 981-86 standard. The implants were inserted into the subcutaneous, muscular, and osseous tissues of the animals. Histopathological observations of tissues of the animals from the control and experimental groups were carried out after 12, 26 and 52 weeks. Apart from examination of the peri-implant tissues, the histopathological examinations were also made of the parenchymatous tissues of the detoxication organs. Basing on these experiments, one can state that the passive and passive-diamond coatings deposited according to the method development in the Division of Biomedical Materials Engineering of the Silesian University of Technology and in the Division of Thin-Layer Materials of the Technical University of Łódź have good barrier properties. They effectively block the initiation and development of the implant corrosion, and in consequence, infiltration of rnetal ions into the tissues. The obtained results are thus promising for application of the aforementioned metallic biomaterials in the clinical practice for the reconstructive surgery, and particularly for the traumatic-orthopaedic and maxillofacial surgery.

9

Warstwy diamentowe na implantach dla traumatologii

Mitura S., Marciniak J., Niedzielski P., Paszenda Z.

Inżynieria Biomateriałów

|

1999

|

R. 2, nr 7-8

65--72

PL

Opracowano technikę wytwarzania powłok pasywno-diamentowych na implantach ze stali Cr-Ni-Mo stosowanych w traumatologii. Przeprowadzono badania struktury warstwy oraz jej własności fizykochemicznych w stymulowanych warunkach laboratoryjnych, głównie ze względu na odporność korozyjną. Oceniono także biotolerancję uszlachetnionych implantów w tkankach zwierząt doświadczalnych oraz w badaniach klinicznych. Nowa jakość implantów gwarantuje w pełni dobre cechy użytkowe. Uzyskane wyniki są obiecujące dla perspektywicznych zastosowań klinicznych.

EN

A method of deposition of passive-diamond coatings onto implants made of Cr-Ni-Mo steels applied in traumatology has been developed. Structure of the layer as well as its physicochemical properties under stimulated experimental conditions, mainly with respect to its corrosion resistance, have been investigated. Moreover, biotolerance of improved implants in tissues of experimental animals and during clinical examinations has been evaluated. The new quality of implants quarantees good useful properties. The obtained results are promising for future clinical applications.