Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The effect of functionalized HAp addition on the selected properties of polyacetal-based composites

Król-Morkisz K., Danilkiewicz J., Lekka M., Pielichowska K.

Engineering of Biomaterials

|

2018

|

Vol. 21, no. 148

120

2

Biocomposites with submicrocrystalline sintered corundum and bioglass system as substrates and their structural and physical properties. Short- and long-term cultures of the fibroblast human skin on these substrates

Staniewicz-Brudnik B., Lekka M., Baczek E., Wodnicka K., Miller T., Wilk W.

Optica Applicata

|

2012

|

Vol. 42, nr 2

387-397

EN

The results of studies of the effects of the process for obtaining biocomposites containing alumina submicrocrystalline sintered corundum grains as a matrix and a bioglass CaO-SiO2-P2O5-Na2O system as a bound phase on its microstructure and biocompatibility are presented. Microscopic observation was carried out on samples (SEM), the real, an apparent, helium density, total porosity, surface area, SBET, volume and percentage of macro- and mesopores, the biocomposites surface roughness parameters (Ra, Rz, Rt, profile material ratio Rmr, linear bearing part, amplitude distribution of the ordinate) were determined. It has been found that with the increase in glass system content, the density of biocomposite is decreasing. Biocompatibility was determined by the degree of growth of a human skin fibroblast cell line CCL 110 cultured on these substrates for 96 and 360 hours. The best results for maintaining short-term (96 h) culture were obtained on the substrate without densification with 10 wt% admixture of a bioglass system.

3

Biocompatible glass composite system – some physical- mechanical properties of the glass composite matrix system

Staniewicz-Brudnik B., Lekka M., Jaworska L., Wilk W.

Optica Applicata

|

2010

|

Vol. 40, nr 2

403--412

EN

In this work there are discussed the physical-mechanical properties of the glass CaO–SiO2–P2O5–Na2O system (FB3) assigned for the glass composite matrix system using the following research methods: spectral chemical analysis (XRF), SBET specific surface area analysis, XRD investigation, observation with a scanning electron microscope (SEM), wettability of the submicrocrystalline sintered corundum (ssc) by the glass system, microhardness test and DTA measurement. It was found that theoretical oxide chemical composition was close to that obtained from the spectral chemical analysis (XRF), the prolongated high energetic milling of the glass system did not have any significant influence on the specific surface area of grains (from 0.9159 m2/g after 5-hour milling to 1.9241 m2/g after 20-hour milling process only), in comparison to the specific surface area of the ssc, wettability investigation of the submicrocrystalline sintered corundum by the glass FB3 system showed the value of contact angle (? < 45°), and the microhardness value of about 6 GPa. On the basis of DTA results the sintering temperature of bioglass composite with the strengthening phase from the submicrocrystalline sintered corundum was determined and, using the previous experience, the way of producing composite was proposed. The calculation of the thermodynamic stability of the glass system-strengthening phase by VCS algorithm showed the presence of 4–5 solid compounds. The results of the fibroblast (cell line CCL 110, Promochem LG) preliminary culture investigation on the bioglass composite substrate were positive. The best results were obtained in the case of the biocomposite with the smallest amount of strengthening phase.

4

Odtwarzanie wzorów polimerowych przez adsorbujące białka: analiza porównawcza obrazów AFM i obrazów fluorescencyjnych za pomocą geometrii całkowej

Zemła J., Lekka M., Raczkowska M., Bernasik A., Rysz J., Budkowski A.

Engineering of Biomaterials

|

2010

|

Vol. 13, no. 99-101

61--62

5

Corrosion resistance of intermediate coatings containing micaceous iron oxide of different degree of lamellarity

Bonora P. L., Lekka M.

Ochrona przed Korozją

|

2009

|

nr 6

219-223

EN

Adhesion, electrochemical reactions and barrier properties of a coating on a clean well prepared substrate are the parameters responsible for the extended service life of a structures. The use of micronized MIOx powders is studied to the aim of evaluating the possibility of their use as anticorrosive pigments either in primers or in intermediate both organic and inorganic coatings as partial substitutes of zinc powder. To this aim we compared three types of intermediate coatings containing MICA and two different types of MIOx pigments. The fi rst type of MIOx powder was grade A according to the ISO 10601 having a lamellarity degree of about 80% while the second one was cubic with a lamellarity degree of about 10%. The coating systems are composed by a 50 žm thick epoxy primer and a 120 žm thick epoxy intermediate layer containing 23.4% w/w of MICA powder or 43.3% w/w of the two different types of MIOx pigments. The specimens have been exposed in a humidostatic chamber for 1500 h with controls every 100 h and to cyclic weathering according to ISO 20340 (3 days - salt spray, 3 days - UV, 1 day - 23oC 50% RH) for 8 cycles with controls at the end of each cycle. The specimens have been controlled by visual observation for the presence of pits or blisters and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurements have been performed on selected samples. At the end of each test also FTIR spectroscopy and colorimetric measurements have been performed in order to evaluate the overall degradation of the resin. The experiments showed that both MIOx pigments offer a much higher protection in comparison to the MICA pigments. The specimens with MICA pigments presented the first pits after 200 h of exposure to the humidostatic chamber and after 2 weeks of cyclic exposure. The high lamellarity of the first type of MIOx leads to a coating with higher barrier properties. The coatings containing the lamellar pigments presented the fi rst pits (detectable by EIS) after 900-1200 h of exposure to the humidostatic chamber and after 5-7 cycles of the cyclic exposure while those containing the cubic pigments presented the first pits after 600-900 h and 2-4 cycles respectively. Also the different photodegradation showed the better barrier properties of lamellar MIOx.

PL

Przyczepność, reakcje elektrochemiczne i właściwości barierowe powłok nałożonych na czyste, dobrze przygotowane podłoże to parametry odpowiedzialne za zwiększenie trwałości konstrukcji. Przeprowadzono badania mikronizowanych proszków błyszczu żelaza (MIOx), w celu oceny możliwości zastosowania ich jako pigmentów antykorozyjnych zastępujących częściowo pył cynkowy w gruntach lub międzywarstwach, zarówno organicznych, jak i nieorganicznych. W badaniach porównano trzy rodzaje powłok międzywarstwowych zawierających mikę (MICA) i dwa różne rodzaje pigmentów MIOx. Pierwszy rodzaj MIOx to gatunek A zgodny z ISO 10601 o zawartości struktur płatkowych ok. 80%, drugi rodzaj badanego pigmentu miał budową sześcienną a zawartość struktur płatkowych wynosiła ok. 10%. Badany system powłokowy składał się z epoksydowej powłoki gruntowej o grubości 50 žm i poksydowej powłoki międzywarstwowej o grubości 120 žm zawierającej 23,4% m/m MICA lub 43,3% m/m dwóch różnych rodzajów MIOx. Próbki eksponowano 1500 h w komorze wilgotnościowej, kontrolując je co 100 h, oraz 8 cykli w komorze do badania odporności na czynniki atmosferyczne zgodnie z ISO 103040 (1 cykl obejmował: 3 dni - natrysk solanki, 3 dni - działanie UV, 1 dzień - 23oC, 50% wilg. wzgl.), kontrolując je na końcu każdego cyklu. Próbki oceniano wizualnie pod kątem obecności wżerów i pęcherzy. Wybrane próbki oceniono ponadto metodą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS). Po zakończeniu każdego testu wykonano również badania metodą spektroskopii FTIR i metodą kolorymetryczną, w celu oceny ogólnej degradacji spoiwa. Badania wykazały, że obydwa badane pigmenty MIOx odznaczają się o wiele lepszymi właściwościami ochronnymi niż pigmenty MICA. Na próbkach zawierających pigmenty MICA pierwsze wżery korozyjne pojawiły się po 200 h ekspozycji w komorze wilgotnościowej i po 2 tygodniach badań w warunkach cyklicznych. Duża zawartość struktur płatkowych w pierwszym rodzaju pigmentu MIOx zapewnia otrzymanie powłok o bardzo dobrych właściwościach barierowych. Na powłokach zawierających ten rodzaj pigmentu pierwsze wżery (stwierdzone metodą EIS) pojawiły się po 900-1200 h ekspozycji w komorze wilgotnościowej i po 5-7 cyklach badań w zmiennych warunkach, podczas gdy na powłokach zawierających pigment o budowie sześciennej pierwsze wżery pojawiły się, odpowiednio, po 600-900 h i 2-4 cyklach. Różnice w fotodegradacji spoiwa również potwierdzają lepsze właściwości pigmentów płatkowych MIOx.

6

The effect of the size of the substrate grain made of submicrocrystalline sintered corundum on the bioglass composite structure and certain physico-mechanical properties of the bioglass

Szarska S., Staniewicz-Brudnik B., Lekka M.

Optica Applicata

|

2008

|

Vol. 38, nr 1

251-258

EN

Advances in biomedical materials now make it possible to grow constructs outside the body and to use them for repairing tissues. The following properties of artificial bone replacement materials are important: the mechanical ones and the bioactivity. Composite materials are designed to provide a combination of good mechanical properties (corundum) and bioglass (bioactivity), which cannot be achieved with a single phase material. The influence of the mechanochemical treatment of microcrystalline sintered corundum (MCC) substrates on certain physico-mechanical properties of bioglass composites has been investigated. The composites consist of MCC and glass CaO-P2O5-SiO2 system. The following methods are used: estimation of the MCC degree reduction size: grain size distribution; description of the morphology and biocomposites structure: SEM, AFM; description of certain physico-mechanical properties: adhesion force.

7

Nanotechnologia w powłokach

Bonora P. L., Lekka M., Creazzi L.

Ochrona przed Korozją

|

2006

|

nr 4

130-131

PL

Materiały w skali nano mają inne właściwości od wyjściowego materiału i od proszków rozdrobnionych w skali mikro. Ich duża powierzchnia zmienia ich chemiczne i fizyczne właściwości pozwalając na tworzenie nowych materiałów o lepszych właściwościach optycznych, termicznych, mechanicznych, chemicznych i elektrycznych. Pokazano dwa przykłady powłok z nanocząsteczkami: powłokę metalową z wzmocnieniem ceramicznymi nanocząsteczkami, charakteryzującą się wysoką odpornością na zużycie i korozję oraz fotokatalityczną powłokę na konstrukcje. W szczególności omówiono specyfikę produkcji oraz charakterystykę ceramicznych nanoproszków i ich właściwości w powłoce.

EN

Nanoscaled materials characteristics differ from bulk materials and from micro sized powders. The higher surface area affect their chemical and physical properties, allowing the design of new materials with improved optical, thermal, mechanical, chemical, electrical performances. In this paper, two examples of nanocomposite coatings are described: (i) metallic coatings with ceramic nano- reinforcements, having high resistance both to wear and corrosion, and (ii) photocatalytic coatings for constructions. In particular, the peculiarities in the production and characterization of ceramic nano powders and the properties of the coatings are presented.

8

Powłoki węglowe nanoszone dwuwiązkową metodą IBAD

Rajchel B., Wantuch E., Proniewicz L.M., Mitura M., Lekka M., Burakowski T.

Problemy Eksploatacji

|

2004

|

nr 3

59-66

PL

Powłoki budowane na bazie węgla, a w szczególności powłoki typu DLC (Diamond Like Carbon) oraz ta-C, charakteryzują się właściwościami fizycznymi, chemicznymi oraz mechanicznymi zbliżonymi niekiedy do własności diamentu. Powłoki te, nanoszone między innymi na współpracujące powierzchnie główki oraz panewki endoprotezy stawu biodrowego, ze względu na twardość, właściwości chemiczne oraz biozgodność mogą znacznie wydłużyć ich czas pracy w organizmie człowieka [1, 2, 3]. Jednak właściwości fizyczne, chemiczne, mechaniczne oraz biozgodność powłok węglowych w istotny sposób zależą od metody zastosowanej do ich nanoszenia. Szczególnie interesujące własności mechaniczne posiadają powłoki formowane metodami jonowymi takimi jak technika IBAD (Ion Beam Assisted Deposition) czy też technika IBSD (Ion Beam Sputter Deposition). Powłoki takie charakteryzują się szeroką warstwą przejściową do pokrywanego podłoża, gładkością i niskim współczynnikiem tarcia. Mikrostruktura tych powłok jest jednak znacznie bardziej złożona niż powłok najczęściej nanoszonych metodami CVD (Chemical Vapour Deposition). Prezentowana praca przedstawia zastosowanie dwuwiązkowej metody IBAD do nanoszenia powłok węglowych oraz wyniki wybranych analiz mikrostruktury i właściwości tego typu powłok.

EN

Thin coating layers, based on carbon, especially DLC (Diamond Like Carbon) and ta-C, have physical, chemical and mechanical properties close to diamond properties. By this reason carbon coatings, formed for protection of endoprostheses can extend a time of work of endoprostheses in human body [1, 2, 3]. Unfortunately, physical, chemical, mechanical and biocompatible properties of carbon coating layers are determined by method used for their formation. Especially, carbon coating layer formed by ion methods, such as the IBAD (Ion Beam Assisted Deposition) or IBSD (Ion Beam Sputter Deposition), have very good mechanical properties. Carbon coatings formed by dual beam IBAD technique have excellent adhesion to substrate and low friction coefficient. The microstructure of IBAD carbon coatings are more complex then layer formed by CVD (Chemical Vapour Deposition) techniques. In this paper the application of the dual beam IBAD method for carbon layer creation is described. Some experimental results obtained for carbon coatings are presented.

9

Mikrostruktura oraz własności mechaniczne biozgodnych powłok formowanych metodami jonowymi na bazie węgla oraz tytanu

Rajchel B., Lekka M., Wesełucha-Birczyńska A., Proniewicz L. M.

Inżynieria Biomateriałów

|

2002

|

R. 5, nr 23-25

87-88

PL

Tytan oraz jego stopy (np. Ti-6Al-4V) są biozgodne i ze względu na swoje własności fizyczne, chemiczne oraz mechaniczne zostały akceptowane jako materiały między innymi do produkcji endoprotez stawu biodrowego. Niestety w trakcie pracy protez wykonanych na bazie tych materiałów, małe cząstki metali wycierane z pracujących powierzchni protezy mogą przedostawać się do ludzkiego organizmu. Ze względu na szkodliwe oddziaływanie cząstek metalu z organizmem człowieka lub na mechaniczne zużycie endoproteza musi być wymieniana. Proces degradacji metalicznych fragmentów endoprotezy może być zredukowany cienką powłoką węglową uformowaną na pracujących powierzchniach protezy. Powłoki węglowe powinny charakteryzować się dużą twardością oraz odpornością chemiczną na działanie płynów ustrojowych. Taka warstwa węglowa może być stosowana do zabezpieczenia zarówno gałki jak i panewki protezy. Własności fizyczne, chemiczne oraz mechaniczne powłoki silnie zależą od metody stosowanej do jej formowania. Obecnie do formowania powłok węglowych najczęściej stosowane są metody CVD (Chemical Vapour Deposition). Uzyskiwane metodami CVD powłoki węglowe o strukturze DLC (Diamond Like Coatings) lub NCD (Nano-Crystalline Diamond) cechują się wysoką biozgodnością, twardością oraz odpornością korozyjną. Niestety wadą ich jest mała adhezja do podłoża. Alternatywną grupą metod do CVD są techniki jonowe, a w szczególności dwuwiązkowa metoda Ion Beam Assisted Deposition (DB IBAD). Metoda ta pozwala formować powłoki wielowarstwowe z szeroką warstwą przejściową do podłoża. Zarówno gradienty koncentracji pierwiastków w powłoce jak i grubość warstwy przejściowej są łatwo kontrolowane. W prezentowanej pracy badano wielowarstwowe powłoki węgiel-tytan formowane dwuwiązkową metodą IBAD. Powłoki te mogą być zastosowane do zabezpieczania ceramicznych elementów protez. Do badania powłok zastosowano mikroskopię sił atomowych (AFM), mikro spektroskopię ramanowską, a także metodę spektroskopii wstecznie rozproszonych naładowanych cząstek (RBS). Badano również własności mechaniczne uformowanych powłok. Stwierdzono wysoką gładkość uzyskiwanych powłok oraz ich wysoką trwałość, elastyczność oraz adhezję. Określano stosunek wiązań sp2/sp3.

EN

Titanium and Ti-6Al-4V alloy are know as good biocompatible materials and due to physical, chemical and mechanical properties are accepted for production of hip joint endoprosthesis. Unfortunately, many small metallic particles can go out from the working surface of the prosthesis (based on titanium or his alloy) and may enter into human body. Due to toxic interaction of metallic particles with human body or due to the mechanical wear the endoprosthesis must be removed. This process of degradation of metallic parts can be stopped or reduced by thin hard carbon coating layer. The carbon protective layer must be hard with good chemical resistance. This carbon coating can be applied for protection of the head and the cup of the metallic prosthesis. The final physical, chemical and mechanical properties of the coating layer are strongly determined by a method used for formation of this layer. Presently, by using of the CVD (Chemical Vapour Deposition) techniques, the DLC (Diamond Like Coatings) or NCD (Nano Crystalline Diamond) carbon layers are created. The CVD carbon coating layers are very hard and biocompatible but with poor adhesion to substrate. As alternative way of the carbon coating formation the dual beam Ion Beam Assisted Deposition (DB IBAD) technique can be used. By using of the IBAD technique a complex multilayer can be formed. The gradient of concentration of elements and thickness of interface sublayer can be controlled. In presented work the carbon-titanium multiplayer were investigated. The carbon-titanium layer can be used for protection of ceramic parts of endoprosthesis. For creation of the carbon-titanium systems the middle energy DB IBAD technique was applied. For investigation the AFM microscopy, micro-Raman spectroscopy and Rutherford Backscattering Spectroscopy (RBS) were used. All carbon-titanium multiplayer were flat and very hard with good elasticity and adhesion to substrate. The sp2/sp3 ratio were determined.

10

Trybologiczne zużycie polietylenu UHMWPER

Schulte R., Cleff B., Pawelec A., Otfinowski J., Frańczuk B., Lekka M., Lekki J., Stachura Z.

Inżynieria Biomateriałów

|

1999

|

R. 2, nr 7-8

16--20

PL

Polietylen o bardzo wysokiej masie cząsteczkowej UHMWPE/Chirulen D/N58834/był poddany badaniom na zużycie trybologiczne w urządzeniach typu pin-on-disc i ring-on-disc w powietrzu oraz w środowisku ciekłym. Uzyskane cząsteczki polietylenu będące produktami zużycia miały przeważnie zaokrąglone kształty, a ich wymiary nie przekraczały 500 μm. W tym samym przedziale wielkości zawierały się też rozmiary cząstek o kształtach nieregularnych. Topografia śladów zużycia oraz szorstkości powierzchni były badane przy użyciu skaningowego mikroskopu sił ( SFM). Wyniki badań zostały porównane z danymi otrzymanymi na podstawie analizy cząsteczek UHMWPE znalezionych w tkankach pobranych podczas operacyjnej wymiany endoprotez stawu biodrowego

EN

Ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) was tribologically loaded in a pin-on-disk and in a ring-on-disk tribo-tester under dry and wet conditions. PE wear particles were found to be mainly round with dimensions up to 500 μm. Length and thickness of irregularity shaped debris were within this range of dimensions, too. Wear trace topography and roughness were analyzed by means of a scanning force microscope (SFM). The results are compared with the appearance of UHMWPE debris in tissues resected on revision surgery of the total hip replacement.