Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Plasma oxidized Ti6Al4V and Ti6Al7Nb alloys for biomedical applications

Pązik B., Grabarczyk J., Batory D., Kaczorowski W., Burnat B., Czerniak-Reczulska M., Makówka M., Niedzielski P.

Engineering of Biomaterials

|

2016

|

Vol. 19, no. 138 spec. iss.

68

2

Plasma oxidized Ti6Al4V and Ti6Al7Nb alloys for biomedical applications

Pązik B., Grabarczyk J., Batory D., Kaczorowski W., Burnat B., Czerniak-Reczulska M., Makówka M., Niedzielski P.

Engineering of Biomaterials

|

2016

|

Vol. 19, no. 135

8--12

EN

Titanium and its alloys are one of the most popular metallic materials used in medicine for many years. Their favorable mechanical properties, high corrosion resistance and good biotolerance in an environment of tissues and body fluids, cause that they are widely used as construction material of orthopaedic dental and neurological implants. Their disadvantages are poor tribological properties manifested by high coefficient of friction, scuffing and tendency to formation of adhesive couplings. In many research centers the works on improving the unfavorable tribological properties of titanium alloys are conducted. They rely on the use of modern methods of surface treatment including the thermo-chemical methods (nitriding, carburizing, oxidation) and the synthesis of thin films using PVD and CVD methods. In the presented work the glow discharge oxidation was applied to improve the surface properties of two-phase Ti6Al4V and Ti6Al7Nb titanium alloys. The results include a description of the obtained structure of the surface layer, surface topography, micro-hardness, wear ratio and corrosion resistance. The obtained results indicate changes in the surface layer of the material. The surface hardness was more than doubled and the depth of increased hardness region was up to 85 microns. This, in turn, several times decreased the wear rate of the modified materials while reducing the wear rate of the countersample. At the same time the carried out thermo-chemical treatment did not cause any structural changes in the core material. The oxidation process preferably influenced the corrosion properties of titanium alloys. Both, significant increase in the corrosion potential (approx. 0.36 V), as well as increased polarization resistance were observed. The modified surfaces also retained a high resistance to pitting corrosion.

3

Influence of thermochemical treatment methods on pitting corrosion resistance of Ti6Al4V alloy

Czerniak-Reczulska M., Burnat B., Grabarczyk J.

Engineering of Biomaterials

|

2016

|

Vol. 19, no. 138 spec. iss.

71

4

The influence of the RF PACVD MS process parameters on the physicochemical properties of hydroxyapatite coatings

Niedzielska A., Skwierczyński P., Czerniak-Reczulska M., Szymański W.

Advances in Materials Science

|

2015

|

Vol. 15, nr 4(46)

52--58

EN

Hydroksyapatite (HAp) as the coating, is produced using different methods of deposition, among others: laser ablation method, sol-gel, electrophoresis, thermal sputtering or magnetron spraying with the usage of high frequency. Attempts to benefit from such a wide spectrum of existing methods are related to the fact that this material possesses many advantages. We have to distinguish, among others, proper biological properties, i.e. both - high bio-tolerance and high osteo-inductivity [1,2]. However, it is worth mentioning that the material also presents disadvantages, i.e. it indicates too quick resorption within the biological environment, depending on its obtained form. In case when HAp is in the amorphous form, it undergoes a very rapid process of dissolving in the tissue environment. [3] In order to prevent the above, it is important to produce the coatings with a regulative level of cristallinity. In the presented research the hydroxyapatite coating produced using RF PACVD MS plasma method (Radio Frequency Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition Magnetron Sputtering) possesses the above mentioned amorphous form. Nevertheless, due to the usage of ‘bubbler’, allowing for delivery of hydroxyl groups into the operating chamber, it was possible to receive the Hap coatings in a crystalline form. Changing the operating pressure (the amount of bonds - OH), during sputtering, it was checked what is the influence of that parameter on the physicochemical properties of obtained coatings. Scanning electron microscopy (SEM) was used for the founding research as well as the Roentgen Apparatus Analyser (EDS). The Phase composition of a created coating was researched using the Roentgen diffract-meter (XRD). The measures of thickness were conducted using contact-profilometry. Nano-indentation technique was used to assess the mechanical properties. Obtained results of research encourage for further researches related to the influence of hydroxyl groups on the physicochemical properties of hydroxyapatat coatings.

5

Graphene as a material for solar cells applications

Czerniak-Reczulska M., Niedzielska A., Jędrzejczak A.

Advances in Materials Science

|

2015

|

Vol. 15, nr 4(46)

67--81

EN

Graphene is a two-dimensional material with honeycomb structure. Its unique mechanical, physical electrical and optical properties makes it an important industrially and economically material in the coming years. One of the application areas for graphene is the photovoltaic industry. Studies have shown that doped graphene can change one absorbed photon of a few electrons, which in practice means an increase in efficiency of solar panels. In addition, graphene has a low coefficient of light absorption 2.3% which indicates that is an almost completely transparent material. In fact, it means that solar cells based on graphene can significantly expand the absorbed spectrum wavelengths of electromagnetic radiation. Graphene additionally is a material with a very high tensile strength so it can be successfully used on the silicon, flexible and organic substrates as well. So far, significant effort has been devoted to using graphene for improving the overall performance of photovoltaic devices. It has been reported that graphene can play diverse, but positive roles such as an electrode, an active layer, an interfacial layer and an electron acceptor in photovoltaic cells. Research on solar cells containing in its structure graphene however, are still at laboratory scale. This is due to both lack the ability to produce large-sized graphene and reproducibility of its parameters.

6

Mechanical and tribological properties of A-C:H/Ti coatings doped by silver using ion implantation and magnetron sputtering methods : abstract

Szymański W., Kołodziejczyk L., Batory D., Czerniak-Reczulska M., Bociaga D., Rajchel B.

Engineering of Biomaterials

|

2013

|

Vol. 16, no. 122-123 spec. iss.

2

EN

Due to favorable mechanical, tribological and biomedical properties the carbon coatings are of interest of many branches of the industry [1]. Growing interest in Ag doped DLC coatings is observed within the space of the last several years. Both, well known antibacterial properties [2] of silver as well as a good biocompatibility [3] of carbon coatings constitute the outstanding solution for a variety of applications, especially for medical implants. The aim of this study was the evaluation of influence of silver onto the mechanical and tribological properties of nanocomposite DLC coatings. Carbon coatings were produced using a hybrid RFPACVD/MS method and silver ions were incorporated into carbon matrix. The processes consist of followed stages: synthesis of nanocomposite carbon (CVD) doped titanium coatings (PVD)[4] and next stage carbon (CVD) and silver deposition (PVD)or Ag ion implantation into carbon coating. Carbon layers synthesis was performed with use of the classic RF PACVD process in methane atmosphere whereas as the titanium ions source the pulsed magnetron sputtering (MS) process was applied. Second stage was performed in the same reaction chamber but the PVD process was carried out using the silver cathode. The ion implantation process was carried out with the use of silver ions with energy of 15 keV. In order to determine the influence of silver ion implantation process onto overall physiochemical properties of carbon coatings four ion doses of 2,4,7 and 10×1016Ag+/cm2 were applied. Due to application of the gradient of chemical composition of Ti–C it is possible to manufacture thick and well adherent carbon layers with a very good mechanical, tribological parameters and corrosion resistive. Application of silver as a doping material allowed modification of the mechanical and biological properties of manufactured layers depending on the silver amount (C:Ag ratio).

7

Srebro jako dodatek w zastosowaniach biologicznych

Bociąga D., Czerniak-Reczulska M.

Engineering of Biomaterials

|

2011

|

Vol. 14, no. 109-111 spec. iss.

82

PL

Srebro ze swych antyseptycznych właściwości znane było już od starożytności. Po odkryciu antybiotyków (penicyliny w 1929 r.)poszło w zapomnienie, przegrywając z silnie rozwijającą się farmakologią. Powrót srebra nastąpił we wczesnych latach 60-tych XX wieku, a obecnie srebro jako środek bakteriobójczy przeżywa swój prawdziwy„renesans”. Srebro swoją mocną pozycję zawdzięcza temu, że atakuje komórkę bakterii na wielu płaszczyznach, m.in.: atakuje jądro bakterii – wiąże się z bakteryjnym DNA uszkadzając w ten sposób replikację komórek bakterii, powoduje zaburzenie przemieszczania się elektronów i tym samym ogranicza proces wytwarzania przez bakterie energii - proliferacja (rozrost) bakterii zostaje zahamowana, łączy się z błoną komórkową bakterii, co zakłóca jej funkcję, blokuje enzymy, tym samym powodując przerwanie procesów fizjologicznych. Obok zdolności zwalczania drobnoustrojów srebro może mieć jednak również toksyczne działanie na komórki człowieka. Jak wskazuje Schierholz i współaut. (1998) bezpieczeństwo stosowania srebra jest ograniczone. Wg nich koncentracja jonów srebra w płynach ustrojowych powyżej 10 mg/l może być toksyczna dla pewnych makromolekuł obecnych w ludzkim organizmie. Bosetti i współaut. (2002) w swoich badaniach dowodzą braku toksycznego wpływu srebra na komórki ludzkie (tj. limfocyty, fibroblasty i osteoblasty), a nawet twierdzą, że metal ten pobudza komórki kościotwórcze (osteoblasty) do wzmożonej aktywności. Argument ten dodatkowo budzi zainteresowanie srebrem jako czynnikiem nadającym się do użytku medycznego. Biorąc pod uwagę takie wyniki sprzymierzeńca w srebrze upatruje m.in. ortopedia (badania in vitro przeprowadzone przez Bosetti i współaut. (2002) dowodzą zwiększonej skuteczności implantów zawierających srebro, stosowanych przy złamaniach czy też stłuczeniach). Rozpatrując za i przeciw stosowaniu srebra jako środka działającego bakteriobójczo lub/i bakteriostatycznie należy wziąć pod uwagę, iż efekt toksyczności metali (w tym również srebra) zależy od formy w jakiej są one dostępne dla komórki mikroorganizmu, czy jest to jon czy postać organiczna (Ennever 1994).Realizowane badania mają na celu uzyskanie odpowiedzi na pytanie jak wykorzystać właściwości srebra do zastosowań biomedycznych przy jednoczesnym uniknięciu jego toksyczności. Wstępne badania pokazują, iż powierzchnie pokryte cienką warstwą srebra silnie związaną z substratem mogą ograniczać toksyczność srebra w środowisku tkankowym przy zachowaniu aktywności antybakteryjnej.

EN

Silver had been known since antiquity for its antiseptic properties. After the discovery of antibiotics (penicillin in 1929) felt into oblivion, losing to the strong growth of pharmacology. Return of silver occurred in the early 60s of the twentieth century, and now silver as a bactericide is undergoing a big “renaissance”. Silver its strong position has thanks to the fact that attacks the bacteria cell on multiple levels. It attacks the nucleus of bacteria- is associated with bacterial DNA, thus damaging the bacterial cell replication, causes a movement disorder of electrons and thereby reduces the process of energy by the bacteria - proliferation (growth) of bacteria is inhibited, combines with the cell membrane of bacteria, which disturbs with its function, blocks the enzymes, thus causing the disruption of physiological processes. Besides the ability to fight against microbial, silver can also have toxic effects on human cells. As indicated by Schierholz et al. (1998) the safety of silver is limited. According to them, the concentration of silver ions in body fluids of more than 10 mg /l maybe toxic to certain macromolecules present in the human body. Bosetti et al. (2002) in their studies have shown no toxicity of silver to human cells (eg lymphocytes, fibroblasts and osteoblasts), and even claim that this metal stimulates cells (osteoblasts) to increased activity. This argument makes that raises interest in silver as a particle suitable for medical use. Given these results orthopedics sees silver as an ally (in vitro studies conducted by Bosetti et al. (2002) demonstrate the increased effectiveness of silver-containing implants used for fractures or contusions). Considering the pros and cons of using silver as an antibacterial agent acting and /or bacteriostatic should take into account that the effect of toxic metals (including silver) depends on the form in which they are available to the cells of the microorganism, whether it is a form of ion or organic (Ennever 1994). Studies are carried out to obtain answers to the question of how to use the properties of silver for biomedical applications while avoiding its toxicity. Preliminary studies show that surfaces coated with a thin layer of silver strongly associated with the substrate can reduce the toxicity of silver in the tissue environment, while maintaining antibacterial activity.

8

Charakterystyka właściwości fizykochemicznych proszków węglowych pod kątem ich zastosowania w przemyśle farmaceutyczno-kosmetycznym

Batory M., Czerniak-Reczulska M., Dashdorj J., Zvanut M. E., Niedzielski P.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

860-863

PL

Bioaktywność to jedna z wielu cech proszków węglowych świadcząca o możliwości ich zastosowania w przemyśle farmaceutyczno-kosmetycznym. Materiały te mogą wywierać istotny wpływ na płaszcz hydrolipidowy skory, dlatego też celowe wydaje się podjęcie działań, mających na celu zastosowanie ich jako substancji aktywnych w preparatach kosmetycznych. Obecnie wykorzystywane są ich właściwości przeciwzapalne, antybakteryjne, czy antyoksydacyjne. Istnieje szereg metod syntezy proszków węglowych wykorzystujących zróżnicowane zjawiska fizykochemiczne. W zależności od metody oraz warunków syntezy, parametry użytkowe proszków węglowych zasadniczo różnią się od siebie. Analiza właściwości fizykochemicznych proszków węglowych stanowi podstawowy element badań, pozwalających wskazać obszary, w których zastosowanie preparatów na bazie proszków węglowych będzie miało najszersze znaczenie aplikacyjne. Proszki węglowe wytworzone zostały metodami MW/RF PACVD (chemicznego osadzania z plazmy dwuczęstotliwościowej), RF PACVD (chemicznego osadzania z plazmy częstotliwości radiowej) oraz metodą detonacyjną. Badania morfologii, składu chemicznego oraz wielkości ziarna przeprowadzono za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego (SEM). Analizę kąta zwilżania wykonano metodą prasowanego dysku. Stopień zdefektowania struktury proszków badano techniką elektronowego rezonansu paramagnetycznego (EPR).

EN

Bioactivity is one of the features of carbon powders which makes them attractive to the pharmaceutical and cosmetic industries. There is interest in trying to understand the antibacterial, antioxidant and antiphlogistic properties of carbon powders. The materials can effect the hydro-lipid skin coat. There are several methods of carbon powders synthesis, each employing different physical and chemical phenomena. The properties of carbon layers depend on the manufacturing method and processing parameters. Analysis of the physicochemical properties of carbon powders is the fundamental part of this investigation. The results will identify the areas of the market where implementation of carbon powder preparations will have the widest application. Carbon powders were synthesized using MW/RF PACVD (Microwave/Radio Frequency Plasma As- sisted Chemical Vapour Deposition), RF PACVD, and the detonation method. Morphology, chemical composition, and grain size were investigated using scanning electron microscopy (SEM). Wetting angle analysis was performed with use of mould disc. Electron paramagnetic resonance was used to determine the number of point defects within the grains of the powder.

9

Wpływ proszków węglowych na ludzkie krwinki białe

Bąkowicz-Mitura K., Czerniak-Reczulska M., Baj Z.

Engineering of Biomaterials

|

2007

|

Vol. 10, no. 63-64

32-34

10

Odporność korozyjna NiTi pokrytego warstwą diamentową w roztworze Tyrode'a

Czerniak-Reczulska M., Bogusławski G., Błaszczyk T., Grabarczyk J.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

Vol. 27, nr 5

917-919

PL

Nitinol-stop z pamięcią kształtu jest często stosowanym materiałem w kardiologii interwencyjnej, ortodoncji i ortopedii. Jest to bardzo atrakcyjny materiał ze względu na właściwości mechaniczne ale posiada wysoką zawartość Ni około 50%, który wywołuje reakcje alergiczne. W celu poprawienia biokompatybilności implantów z NiTi prowadzi się badania nad modyfikacją jego powierzchni [3]. Poniższe badania dotyczą NiTi modyfikowanego warstwą diamentową wytworzoną metodą RF PACVD (Radio Frequency Plasma Activated Chemical Vapour Deposition) [4].

EN

Nitinol - shape memory alloy is often used material in interventional cardiology, orthodontics and orthopedics. It has very attractive mechanical and physical properties but NiTi has big percent Ni about 50% weight, which cause allergy, often. In order to improve biocompatibility implants on NiTi the guide are investigation over modification NiTi [3]. In this study NiTi was modification by diamond layer manufactured by Radio Frequency Plasma Activated Chemical Vapour Deposition (RF PACVD) method [4]. Parameters of coating process shows table 1. The corrosion properties NiTi in Tyrod's solution, were investigated by potentiodynamics polarization measurement (table 2). The surface and structure samples were observed on metallographic microscope, scaning electron microscope (SEM), X-Ray analysis.

11

Properties of NiTi - shape memory alloy after modification by RF PCVD method

Czerniak-Reczulska M., Couvrat P., Grabarczyk J., Niedzielski P.

Inżynieria Biomateriałów

|

2006

|

R. 9, nr 56-57

37-39

EN

The DLC (diamond-like carbon) and NCD (nanocrystalline diamond) layers coat made implants of medical steel 316L, titanium and titanium alloys. These layers have excellent properties such as: high hardness, good biocompatibility to various types of cells, good adhesion to implants, wheres implants with diamond layer have good corrosion resistance in body fluids. Result received for these materials are encourage to modification other materials for example shape memory alloy NiTi, Nitinol is often used material in interventional cardiology, orthodontics and urology. Shape memory alloy characterizes of return to designed shape, superelasticity, thermomechanical behavior. This phenomenons are proceeded thanks to the martensite transformation. Modification in high temperature perhaps cause failure martensite transformation which influence on the material properties change.

12

Ocena modyfikowanej powierzchni NiTi za pomocą warstwy nanokrystalicznego diamentu : [abstrakt]

Czerniak-Reczulska M., Pełka A., Sysa A., Grabarczyk A.

Inżynieria Biomateriałów

|

2004

|

R. 7, nr 38-42

193-194

PL

W ostatnich latach wzrosło zainteresowanie nitinolem stopem niklowo-tytanowym (NiTi), który jest materiałem coraz częściej wykorzystywanym w kardiologii interwencyjnej, m.in., do stentowania naczyń. Unikalne właściwości nitinolu wynikają z jego pseudoelastyczności i zjawiska pamięci kształtu. Są to bardzo korzystne cechy biorąc pod uwagę różnice wielkości naczyń krwionośnych, przez które wprowadzany jest implant. Stenty naczyniowe z jednej strony wykazują odpowiednie właściwości podporowe dla ściany naczynia, z drugiej natomiast wpływają niekorzystnie na jego strukturę. W celu zapewnienia biozgodności stentów naczyniowych stosuje się wytworzenie odpowiedniej warstwy powierzchni izolującej biomateriał metaliczny od otaczających tkanek. Bardzo ważne jest, aby taka powierzchnia nie pogarszała jego właściwości fizycznych i nie wywoływała odczynów alergicznych, reakcji zapalnej oraz nie działała przeciwzakrzepowo. Celem naszych badań była modyfikacja powierzchni nitinolu przez naniesienie warstwy nanokrystalicznego diamentu (NCD) w plazmie wysokiej częstotliwości pod obniżonym ciśnieniem metodą RF PA CVD (Radio Frequency Plasma Activated Chemical Vapour Deposition). Po naniesieniu warstwy zostały przeprowadzone badania właściwości fizykochemicznych NiTi. Została również poddana ocenie biozgodność zmodyfikowanej powierzchni. Oceniono in vitro, w jaki sposób naniesienie warstwy diamentowej wpływa na aktywację neutrofili i płytek krwi. Zbadano zdolność neutrofili do generowania wybuchu tlenowego oraz ekspresję rozpuszczalnych form selektyn.

EN

Last years caused increasing interest in nitinol or nearly equiatomic NiTi alloy which is more often used in interventional cardiology e.q. for vascular stenting. Unique properties of nitinol are owing to its superrelasticity and shape memory effect. These features are very profitable due to different dimention of blood vessels which are characterized in order to place implant. On the one hand vascular stents demonstrate suitable properties in order to support vessel wall, one the other hand they affect its structures. Due to assure biocompatibility of vascular stents it is used manufacturing of suitable film isolated metallic biomaterial from surrounding tissues. It is very important this surface does not cause allergic response, inflammatory reaction and is not thrombogenic. The aim of investigation was surface modification of nitinol by coating the material with nanocrystalline diamond (NCD). The diamond layer was making by radio frequency plasma activated chemical vapour deposition (RF PA CVD) process. After the layer manufacturing examinations of mechanical and surface properties were carried out and biocompatibility of modified layer was examined. It was investigated in vitro whether diamond film making on nitinol influences neutrophiles and platelets activity. The ability of neutrophiles to respiratory burst and the expression of solutable form selections were examined.