Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Powiadomienia systemowe
  • Sesja wygasła!

Znaleziono wyników: 18

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  metallic biomaterials
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
EN
The purpose of this study was to investigate the mechanical properties of beta type aged Ti-4Mo-4Cr-X (X = V, Sn, Zr) quaternary alloy for use as a cardiovascular stent. Titanium (Ti) alloys were fabricated using a vacuum arc remelting furnace process. To homogenize the specimens of each composition and remove the micro segregation, all cast specimens were subjected to homogenization at 850°C for 4 h, which was 100°C higher than the β-transus temperature of 750°C. The tensile strength and elongation of the aged Ti-4Mo-4Cr-X (X = V, Sn, Zr) alloys were increased as compared to the homogenized alloys. In addition, many α/β interface boundaries formed after aging treatment at 450°C, which acted as inhibitors of strain and caused an increase in tensile strength. The elongation of Ti-4Mo-4Cr-X alloys consisting of α + β phases after aging treatment was improved by greater than 30%. Results of a potentiodynamic polarization test showed that the lowest current density of Ti-4Mo-4Cr-4Sn with1.05 × 10-8 A/cm2 was obtained. The present Ti-4Mo-4Cr-X alloys showed better corrosion characteristics as compared to the 316L stainless steel and L605 (Co-Cr alloy) cardiovascular stent alloys.
EN
The study presents the results of investigations of modeling the usable properties of implant surfaces made of Ti6Al7Nb alloy, using the example of a dynamic hip screw (DHS) applied in surgical treatment of intertrochanteric femoral neck fractures. Numerical simulation has been performed for the model load of femoral fixation with DHS screw. The load simulation results provided the basis to select mechanical properties of the fixator elements and to define those fixation areas which are mostly susceptible to development of corrosion. The surfaces of Ti6Al7Nb alloy were ground, vibro-abrasive machined, mechanically polished, sandblasted, anode oxidized at different voltage values and steam sterilized. Results of surface topography evaluation, resistance to pitting and crevice corrosion as well as degradation kinetics of the outer layer were presented. Usability of the formed passive layer in clinical applications was evaluated through wear and corrosion tests of the femoral fixation model. The test results proved usefulness of the proposed surface modification methods for clinical application of different size and shape implants.
3
Content available remote Biomechanical analysis of the femurDynamic Condylar Screw (DCS) system
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.
4
Content available remote Metallographic research of selected alloys used in dentistry
EN
Purpose: The purpose of this article is to characterize and compare the metallic biomaterials used in dentistry and analyze their structure, properties and chemical composition. Design/methodology/approach:In the research a sample of the following materials was used: Modiral S (cobalt alloy), Heraenium NA (nickel alloy), ARGELOY NP BE-FREE (nickel alloy), ARGENCO 75 SA (gold alloy). Observations was made using a scanning electron microscope Zeiss Supra 35 using secondary electrons and backscattered electrons at the maximum magnification of 20000x. Chemical composition analysis was performed using the scattered X-radiation detector EDS. The research included taking a series of photos of the structure of metallic biomaterials using optical microscope MEF4A ANNIVERSARY. Photos were taken with magnification at 100x, 200x, 500x, 1000x. Hardness testing of various materials was performed using a Vickers hardness tester FM-700. Findings: Studies confirmed a typical dendritic structure for all the alloys. In the structures of the tested alloys compact pores and discontinuity of the structures were observed. On the basis of microhardness of alloys, cobalt alloys, nickel and gold alloy, it was found that cobalt alloy Modiral S has the highest hardness (400 HV). Practical implications: The structure and mechanical properties of alloys determine their particular usage and applications which is important in the selection of materials for specific applications. The Modiral S alloy is used in production of prostheses and combined works. In contrast: Heraenium NA, ARGENCO 75 SA and ARGELOY NP BE-FREE are used in production of dental crowns and bridges. Originality/value: Metal alloys used in dentistry have varying properties. The appropriate structure and mechanical properties of these alloys determine their specific use in dentistry.
EN
Purpose: The aim of the presented research was to find a combination of surface modification methods of implants made of the Ti-6Al-4V ELI alloy, that lead to formation of effective barrier for metallic ions that may infiltrate into solution. Methods: To this end, the following tests were carried out: roughness measurement, the voltamperometric tests (potentiodynamic and potentiostatic), and the ion infiltration test. Results: The electropolishing process resulted in the lowering of surface roughness in comparison with mechanical treatment of the surface layer. The anodization process and steam sterilization increased corrosion resistance regardless of the mechanical treatment or electropolishing. The crevice corrosion tests revealed that independent of the modification method applied, the Ti-6Al-4V ELI alloy has excellent crevice corrosion resistance. The smallest quantity of ions infiltrated to the solution was observed for surface modification consisting in the mechanical treatment and anodization with the potential of 97 V. Conclusions: Electric parameters determined during studies were the basis for effectiveness estimation of particular surface treatment methods. The research has shown that the anodization process significantly influences the pitting corrosion resistance of the Ti-6Al-4V ELI alloy independent of the previous surface treatment methods (mechanical and electrochemical). The surface layer after such modification is a protective barrier for metallic ions infiltrated to solution and protects titanium alloy against corrosive environment influence.
EN
The paper discusses results of experimental research involving new generation of plate stabilizers used for the treatment of deformation of the front chest wall. Previous clinical monitoring revealed instances of minimal rotation, which caused destabilization of the anastomosis and pain in patients. In order to prevent this, transverse stabilizing plates were introduced to the structure of the stabilizer. The new structure of stabilizers was tested using two specially prepared research posts: 1 – which enables fastening of the plate stabilizers to a platform simulating human ribs, 2 – using a pig chest, to which plates were fastened according to the stabilization conditions in the stabilizer–chest structure. The tests recorded displacement values in selected areas of the plates in response to applied loading forces.
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.
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.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań zrealizowanych z wykorzystaniem elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej próbek ze stopu Ni-Ti o powierzchni szlifowanej, polerowanej elektrolitycznie oraz pasywowanej. Przeprowadzone pomiary umożliwiły wyznaczenie widm impedancyjnych badanych układów, które przedstawiono w postaci diagramów Bode'go oraz Nyquista (dla różnych wartości częstotliwości) Dobór tej metody umożliwił analizę zjawisk zachodzących na granicy faz Ni-Ti - warstwa powierzchniowa - roztwór Ringera na drodze aproksymacji danych impedancyjnych za pomocą modelu elektrycznego obwodu zastępczego.
EN
The work presents results of research on electrochemical properties of ground, electropolished and passivated samples of Ni-Ti alloy. realized with the use of electrochemical impedance spectroscopy. The measurements provided impedance spectra of the analyzed systems Application of the mentioned method allowed to analyze phenomena on the interface Ni-Ti alloy - surface layer - Ringer' solution with the use o' approximation of impedance data by means of electric equivalent circuit.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu wstępnego przygotowania powierzchni na odporność korozyjną stopu Ti6A/4V po zabiegu anodyzacji. Wstępne przygotowanie powierzchni obejmowało kombinację zabiegów: obróbki wibracyjnej, polerowania mechanicznego, piaskowania i polerowania elektrolitycznego. W celu określenia odporności korozyjnej stopu przeprowadzono badania potencjodynamiczne, wyznaczono stężenia jonów metalicznych przenikających do roztworu Ringera oraz dokonano obserwacji mikroskopowych powierzchni próbek.
EN
The paper presents results of initial surface treatment on corrosion resistance of Ti6AI4VELI alloy after anodizing process. The initial surface treatment consisted of the following processes: shot peening, mechanical polishing, sandblasting and electropolishing. In order to determine corrosion resistance of the alloy the following studies were carried out: potentiodynamic tests, concentration of released metallic ions as well as microscopic observations of sampies' surfaces.
PL
W pracy analizowano wpływ topografii powierzchni oraz procesu sterylizacji parowej na zachowanie korozyjne próbek ze stopu Ti-6Al-7Nb po ich ekspozycji w roztworze symulującym środowisko układu kostnego. Zróżnicowanie chropowatości powierzchni próbek uzyskano poprzez zastosowanie obróbki mechanicznej - szlifowania (Raśr = 0,40 žm) oraz polerowania mechanicznego (Raśr = 0,12 žm). Proces sterylizacji parowej realizowano w temperaturze T = 121oC, ciśnieniu p = 1,1 bar w czasie t = 30 min. W celu zasymulowania warunków występujących w środowisku tkankowym układu kostnego próbki poddawano ekspozycji w roztworze fizjologicznym Ringera o temperaturze T = 37š1oC przez okres 60 dni. Badania odporności korozyjnej przeprowadzono w oparciu o rejestrację krzywych polaryzacji anodowej oraz metodę Sterna. Do oceny zjawisk zachodzących na powierzchni badanego stopu zastosowano również metodę elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej. Uzyskane wyniki badań wskazują, że zarówno proces sterylizacji parowej, jak i oddziaływanie roztworu fizjologicznego Ringera przez okres 60. dni ma korzystny wpływ na odporność korozyjną stopu Ti-6Al-7Nb niezależnie od wariantu obróbki mechanicznej.
EN
Influence of surface topography and steam sterilization process on corrosion resistance of Ti-6Al-7Nb alloy exposed to simulated body fluid was analyzed in the work. Mechanical treatment consisting of grinding (Raśr = 0,40 žm) and mechanical polishing (Raśr = 0,12 žm) was applied in order to obtain diverse surface roughness. Steam sterilization process was realized at the temperature of T = 121oC, pressure p = 1,1 bar in t = 30 min. In order to simulate conditions of environment of bone tissue, the samples were exposed to Ringer's physiological solution at the temperature of T = 37š1oC for 60 days. Corrosion tests were carried out by means of recording of anodic polarization curves and Stern's method. In order to analyze phenomena on surface of the alloy, electrochemical impedance spectrometry was applied. The obtained results show that the steam sterilization process as well as exposition to Ringer's solution have favorable influence on corrosion resistance of Ti-6Al-7Nb alloy, regardless of the applied mechanical treatment.
15
Content available remote Improvements of medical implants based on modern materials and new technologies
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.
16
PL
W pracy nakreślono wymogi stawiane biomateriałom metalicznym stosowanym w wykonawstwie konstrukcji dla medycyny stomatologicznej. Zaprezentowano ich rodzaje mające zastosowanie w układzie stomatologicznym twarzowej części czaszki (epitezy) oraz technologie ich sporządzania (metoda odlewnicza, erozja iskrowa). Opisano metody poprawiania odporności korozyjnej stopów metalicznych stosowanych w protetyce jamy ustnej. Przedstawiono zalety metody zol-żel służącej do wytwarzania pośrednich warstw tlenkowych (Al2O3) w wykonawstwie protez metalicznych licowanych nakładaną i wypalaną ceramiką.
EN
The requirements imposed on metallic biomaterials used in the production of dentistry structures have been outlined. The types of constructions used for the dental structure, the facial part of the scull (epithesis), as well as the technologies used in their production (casting, spark erosion) have been presented. Methods for improving the corrosion resistance of dental metallic alloys have been described. The advantages of the SOL-GEL method used for the production of interlayers of oxides cohering Al2O3 in the making of metallic prostheses coated with heat treated ceramics have been discussed.
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.
18
Content available Warstwy diamentowe na implantach dla traumatologii
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.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.