Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Microstructure, hardness measurements and cytotoxicity of medical titanium alloys manufactured using additive manufacturing

Czach J., Hoppe V., Szymczyk P., Junka A.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2018

|

z. 15

5--12

EN

Additive Manufacturing (AM) is a rapidly developing technology that has many applications in the industry nowadays, as well as in medicine. That group of technologies have a significant advantage over traditional manufacturing processes as they enable fabrication of parts of almost any conceivable geometric shape and complex internal architecture. Electron Beam Melting (EBM) and Selective Laser Melting (SLM) are examples of Additive Manufacturing. Both use metallic powder as their building material, however energy sources used during the manufacturing process are different. First technology uses a concentrated electron beam and the second a high-energy laser. In this paper, cubic samples manufactured using EBM and SLM technologies from medical titanium alloys (Ti6Al4V and Ti6Al7Nb) were tested. Microstructure, hardness of samples and their cytotoxicity was determined. Due to very high gradients of temperature, during the AM processes, obtained microstructures are similar to multistage heat treatment of a conventionally manufactured titanium alloys. Hardness measurements show a great repeatability of results, with similar values regardless of building direction. They maintain at the level of 372 - 392 HV, which also suggests that heat treatment occurs during the process. For medical application, it is necessary that the used materials were characterized by low cytotoxicity. Due to their contact with human body, the possibility of harming cells must be eliminated. For this purpose, a biological analysis was performed under controlled conditions (37 ° C / 5% CO2) at 100% humidity, which confirmed the high purity of the materials.

PL

Wytwarzanie przyrostowe to szybko rozwijające się technologie mająca wiele zastosowań, zarówno w przemyśle, jak i medycynie. Charakteryzują się one wyraźną przewagą nad tradycyjnymi sposobami produkcji, gdyż pozwalają na wytwarzanie każdego geometrycznego kształtu, a także skomplikowaną architekturę wewnętrzną. Przetapianie Wiązką Elektronów (EBM, ang. Electron Beam Melting) oraz Selektywne Przetapianie Laserowe (SLM, ang. Selective Laser Sintering) są przykładami wytwarzania przyrostowego. Oba używają proszku metalowego jako materiału, jednakże źródła energii wykorzystywane w czasie produkcji są różne. Pierwszy używa skoncentrowanej wiązki elektronów, a drugi wysokoenergetycznego lasera. Podczas badania wyznaczono mikrostrukturę, twardość i cytotoksyczność próbek wykonanych metodami EBM i SLM z medycznych stopów tytanu (Ti6Al4V i Ti6Al7Nb).W związku z wysokimi gradientami temperaturowymi, mikrostruktury otrzymane podczas wytwarzania przyrostowego przypominają te, które daje konwencjonalna, wieloetapowa obróbka cieplna. Pomiary twardości wykazały powtarzalność wyników, z podobnymi wartościami niezależnie od kierunku budowy próbki. Znajdują się one w zakresie 372 - 392 HV, co sugeruje zachodzenie obróbki cieplnej podczas samego procesu. Użytkowanie materiału w medycynie wymaga niskiej cytotoksyczności, ze względu na kontakt z ludzkim ciałem. Próbki poddano biologicznej analizie w kontrolowanych warunkach (37 ° C / 5% CO2) w wilgotności równej 100%, co potwierdziło wysoką czystość materiałów.

2

Ocena zdolności tworzenia biofilmu P. Aeruginosa na próbkach stopu AZ31 uzyskanego w technologii SLM

Pawlak A., Szymczyk P., Chlebus E., Junka A., Secewicz A.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2015

|

z. 9

89--92

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad oceną zdolności tworzenia biofilmu szczepu bakterii P. Aeruginosa, na powierzchni próbek wyprodukowanych z lekkiego stopu magnezu - AZ31 w technologii SLM. Ilość kolonii bakteryjnych wyhodowanych w biofilnie, jest nawet 700x wyższa, w odniesieniu do skafoldów ze stopu Ti-6Al-7Nb, wyprodukowanych w tej samej technologii.

EN

In this work, results of research on ability to form biofilm by P. Aeruginosa strains on AZ31 specimens manufactured in SLM technology are reported. The number of cells forming biofilm on specimens is even 700 times higher than on scaffolds manufactured from Ti-6Al-7Nb alloy by SLM technique.

3

The ability of S.aureus to form biofilm on the Ti-6Al-7Nb scaffolds produced by Selective Laser Melting and subjected to the different types of surface modifications

Szymczyk P., Junka A., Ziółkowski G., Smutnicka D., Bartoszewicz M., Chlebus E.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2013

|

Vol. 15, no. 1

69--76

EN

The Gram-positive coccus, Staphylococcus aureus, is the leading etiologic agent of limb and life-threatening biofilm-related infections in the patients following the orthopaedic implantations. The aim of the present paper is to estimate the ability of S. aureus to form biofilm on titanium alloy (Ti-6Al-7Nb) scaffolds produced by Selective Laser Melting (SLM) and subjected to the different types of surface modifications, including ultrasonic cleaning and chemical polishing. The results obtained indicate significantly the decreased ability of S.aureus to form biofilm on the surface of scaffolds subjected to the chemical polishing in comparison to the scaffolds cleaned ultrasonically. The data provided can be useful for future applications of the SLM technology in production of Ti-6Al-7Nb medical implants.