Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 53

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
EN
The aim of this study was to determine the influence of long-term exposure of Ringer’s solution on degradation of the anodically oxidated Ti6Al4V alloy coated with a biodegradable polymer coating. Polymeric coatings made of poly(glycolide-ε-caprolactone) – G-Cap and poly(glycolide- ε-caprolactone-lactide) – G-Cap-L were applied by a dip-coating method. Degradation was assessed on the basis of the results of pitting corrosion resistance and density of metal ions infiltrating to the solution. Studies were conducted for samples after 3, 6, 8, 10 and 12 weeks of exposure to the corrosive environment. In addition, topography of the surface of the polymer coating was assessed. As a result of potentiodynamic studies, the value of the polarization resistance and corrosion potential for the G-Cap and G-Cap-L coated samples were significantly decreased while simultaneous reduction of the density of metal ions infiltrating to the solution throughout the whole study period. There was also observed a faster degradation of the G-Cap coating compared to G-Cap-L, which showed local discontinuity after 12 weeks of exposure. The obtained results provide the basis for the development of polymeric coatings on surface of metal implants with predictable time / kinetics of degradation by selecting the composition of polymers while simultaneous limitation of metal ions infiltration into surrounding tissues.
PL
Celem pracy było określenie wpływu długotrwałego oddziaływania rozworu Ringera na proces degradacji utlenianego anodowo stopu Ti6Al4V pokrytego powłoką biodegradowalnego polimeru. Powłoki polimerowe wykonane z poli(glikolido- ε-kaprolaktonu) – G-Cap oraz poli(glikolido ε-kaprolaktono- laktydu) – G-Cap-L naniesiono metodą zanurzeniową (dip-coating). Proces degradacji w funkcji czasu oceniano na podstawie wyników badań odporności na korozję wżerową oraz gęstości masy jonów metalowych przenikających do roztworu. Badania przeprowadzono dla próbek po 3, 6, 8, 10 i 12 tygodniach ekspozycji na środowisko korozyjne. Ponadto oceniano topografię powierzchni powłoki polimerowej. W wyniku przeprowadzonych badań potencjodynamicznych stwierdzono wyraźne obniżenie wartości oporu polaryzacyjnego i potencjału korozyjnego dla próbek z naniesionymi powłokami G-Cap i G-Cap-L przy jednoczesnym wyraźnym ograniczeniu gęstości jonów metalowych przenikających do roztworu w całym okresie badawczym. Stwierdzono również szybszą degradację powłoki typu G-Cap w porównaniu do G-Cap-L, dla której po 12 tygodniu ekspozycji stwierdzono lokalnie występujące przerwania ciągłości. Uzyskane wyniki dają podstawę do opracowywania na powierzchni implantów metalowych powłok polimerowych o przewidywalnym czasie/określonej kinetyce degradacji, poprzez dobór składu polimerów z jednoczesnym ograniczeniem możliwości przenikania jonów metalowych do otaczających tkanek.
PL
Celem prezentowanej pracy była ocena przydatności stosowania warstw SiO2 naniesionych dwiema metodami Atomic Layer Depositon (ALD) i zol-żel na podłoże ze stali 316LVM stosowanej na implanty w układzie sercowo-naczyniowym. Do badań wytypowano stal austenityczną 316LVM i poddano ją następującym modyfikacją powierzchni: polerowanie elektrochemiczne, pasywacja chemiczna, naniesienie warstw SiO2 zarówno metodą ALD, jak i zol-żel. Wymienione metody są obecnie najczęściej stosowane w przypadku nanoszenia warstw powierzchniowych na implanty. W ramach oceny przydatności zaproponowanych metod modyfikacji powierzchni analizowanej stali autorzy pracy przeprowadzili badania własności mechanicznych, elektrochemicznych oraz fizycznych. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że niezależnie od metody nanoszenia zaobserwowano korzystny wpływ warstwy SiO2 na badane własności w porównaniu do stanu wyjściowego. Ponadto stwierdzono, że najkorzystniejszym zespołem własności mechanicznych, elektrochemicznych i fizycznych charakteryzuje się warstwa SiO2 naniesioną metodą ALD. Tak naniesiona warstwa charakteryzowała się większą siłą krytyczną powodującą delaminację warstwy, większą odpornością na korozję wżerową oraz większym kątem zwilżania wodą (charakter hydrofobowy), co w przypadku implantów stosowanych w układzie krwionośnym jest zjawiskiem pożądanym, ponieważ wymagana jest mała adsorpcja białek, która ogranicza proces krzepnięcia krwi. Zaproponowanie odpowiednich wariantów obróbki powierzchniowej z wykorzystaniem metody ALD oraz zol-żel ma perspektywiczne znaczenie i przyczyni się do opracowania warunków technologicznych o sprecyzowanych parametrach wytwarzania powłok tlenkowych na implantach stosowanych w układzie sercowo-naczyniowym.
EN
The aim of this study was to evaluate the usefulness of SiO2 layers deposited by two methods - atomic layer deposition (ALD) and sol-gel, on the surface of stainless steel 316LVM used in application of cardiovascular implants. In assessing the suitability of the proposed methods to modify surfaces of the analysed steel, authors carried out tests of mechanical, electrochemical and physical properties. The austenitic steel 316LVM was chosen and subjected to the following surface modifications: electrochemical polishing, chemical passivation and application of the SiO2 layer using both methods – ALD and sol-gel. These methods were proposed for research, because they are most commonly used in the case of applying surface layers to implants. Based on the obtained results, it was observed that regardless of the method of application, the SiO2 layer has beneficial effect on examined properties compared to control. Moreover, it was found that the SiO2 layer deposited by ALD is characterized by the most preferred combination of mechanical, physical and electrochemical properties. The layer obtained by this method is characterized by a higher critical force, which causes delamination of the layers, higher resistance to pitting corrosion and higher water contact angle (hydrophobic character), which is a desirable phenomenon in the case of implants used in the circulatory system, resulting in lower adsorption of proteins and blood clothing. Proposing of suitable variants of surface treatment using the ALD and sol-gel methods is of perspective importance. It will contribute to the development of technological conditions with specified parameters for the production of oxide coatings on implants used in the cardiovascular system.
7
Content available Physicochemical Properties of Silicon Cast Iron
EN
The article presents results of pitting corrosion studies of selected silicon cast irons. The range of studies included low, medium and high silicon cast iron. The amount of alloying addition (Si) in examined cast irons was between 5 to 25 %. Experimental melts of silicon cast irons [1-3] were conducted in Department of Foundry of Silesian University of Technology in Gliwice and pitting corrosion resistance tests were performed in Faculty of Biomedical Engineering in Department of Biomaterials and Medical Devices Engineering of Silesian University of Technology in Zabrze. In tests of corrosion resistance the potentiostat VoltaLab PGP201 was used. Results obtained in those research complement the knowledge about the corrosion resistance of iron alloys with carbon containing Si alloying addition above 17 % [4-6]. Obtained results were supplemented with metallographic examinations using scanning electron microscopy. The analysis of chemical composition for cast irons using Leco spectrometer was done and the content of alloying element (silicon) was also determined using the gravimetric method in the laboratory of the Institute of Welding in Gliwice. The compounds of microstructure was identify by X-ray diffraction.
EN
Studies of haemocompatibility of AISI 316LVM steel point to the need for nickel elimination from the surface and replacing it with other elements showing higher biotolerance. Such layers include titanium, carbon or silicon coatings. Therefore, the authors attempted to evaluate some selected physicochemical properties of TiO2 layers, grown by atomic layer deposition (ALD) method, on the surface of 316LVM steel at variable process temperature. ALD temperature has a major role in the final quality of the surface layer grown with the use of such method, regardless of the type of the base. It was observed that the growth of temperature had an adverse influence on corrosive resistance in the artificial plasma environment and contributed to formation of a double (porous) layer showing decreased tightness. Further on, assessment of the coating adhesion to the base showed that too low process temperature T = 100 °C had an adverse effect on mechanical properties, resulting in substantially reduced critical force. On the other hand, the performed surface wettability tests showed no influence of ALD temperature in the obtained angle values.
EN
The paper presents the results of physicochemical and mechanical properties of the Ti-6Al-7Nb alloy with surface modified by formation of a diffusive nitrocarburized layer deposited in a low-temperature plasma process. The main aim of the study was to evaluate the influence of steam sterilization and exposure to Ringer’s solution on the utility properties of the alloy. Methods: Based on the study of the microstructure, roughness, wettability, resistance to pitting corrosion, ion infiltration and mechanical properties, the usefulness of the proposed method of surface treatment for clinical application was proven. Results: Deposition of the nitrocarburized layer increased the surface roughness and surface hardness, but also reduced the contact angle, and corrosion resistance with respect to the polished surfaces. The nitrocarburized layer is a barrier against the infiltration of ions to the solution and sterilization and exposure to Ringer solution have greater effect on the physicochemical properties rather than on the mechanical ones. Conclusion: It was found that sterilization, and exposure to Ringer’s solution greatly affect the change of physicochemical properties rather than mechanical properties for both nitrocarburized layers and the Ti-6Al-7Nb alloy of mechanically polished surface.
10
Content available Corrosion resistance of PLGA-coated biomaterials
EN
The aim of the study was to determine the influence of PLGA bioresorbable polymer coating on corrosion resistance of metal biomaterial. Polymer coating deposited by immersion method was applied. Corrosion resistance of metal biomaterials (stainless steel, Ti6Al4V, Ti6Al7Nb) coated with PLGA polymer, after 90 days exposure to Ringer’s solution was tested. The amount of metal ions released to the solution was also investigated (inductively coupled plasma–atomic emission spectrometry (ICP-AES) method). The surface of the samples was observed using atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM). Degradation of PLGA was monitored with the use of the 1 H NMR spectroscopy and GPC (Gel Permeation Chromatography). The studies were carried out for non-sterilized (NS) and sterilized (S) samples. Application of the polymer coating causes a reduction of release of metal ions to the solution. Depending on metal substrate different course of destruction of polymer layer was observed. After 90 days of incubation in Ringer’s solution polymer layer was highly degraded, however, the composition of copolymer (ratio of the comonomeric units in the chain) remained unchanged during the whole process, which suggests even degradation. The polymer layer reduced degradation kinetics of the metal substrate. Moreover, degradation process did not change surface morphology of metal substrate and did not disturb its integrity. The results obtained indicate that the applied polymer layer improves corrosion resistance of the alloys being investigated. Thus, the developed implants with bioresorbable coatings could be advantageous for medical applications.
EN
The objective of the study is assessment of suitability of the ALD method for application of a TiO2 layer on surface of 316LVM steel used for production of vessel stents. Selection of the appropriate process parameters for application of the layer affects its electrochemical properties, which largely determine resistance of the biomaterial to corrosion in the blood environment, thus affecting its hemocompatibility. To assess resistance of the AISI 316LVM steel with modified surface to corrosion, voltammetric and impedance measurements were conducted. The proposed variant of surface processing allows safe deformation of the TiO2 layer without its delamination.
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.
EN
The paper presents the influence of mechanical surface damage on the physicochemical properties of plates after implantation made of CrNiMo stainless steel, used in the treatment of anterior surface deformity of the chest. Analysis of the data allowed us to investigate the effect of implant design and condition of their surface on the results of chest deformation treatment. Results of electrochemical, impedance and surface wettability tests and SEM observations were compared with clinical observations. When removing the plates we found only slight inflammatory-periosteal reactions. On the basis of obtained results, it can be stated that plates, in spite of mechanical damage of the surface, were characterized by good corrosion resistance, a fact which is confirmed by the results of clinical evaluation.
EN
Biomechanical analysis of individual all-ceramic abutments used in dental implantology The paper presents the results of finite element analysis and experimental testing under simulated physiological loading conditions on issues shaping the functional properties of individual all-ceramic abutments manufactured by CAD'CAM technology The conducted research have cognitive significance showing the all-ceramic abutment behavior, as a key element of the implantological system, under the action of cyclic load. The aim of this study was evaluation the fatigue behavior of yttria-stabilized zirconia abutment submitted to cyclic stresses, conducted in accordance with EN ISO 14801 applies to dynamic fatigue tests of endosseous dental implants.
16
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.
EN
Conducted analysis of numerical models orthoses unmodified and modified with performed holes in the shape of circle and hexagon. Calculations using Finite Element Method were conducted for different materials (ABS, PLA and PP) in midstance phase and there was prepared estimation of strength structures for individual solutions.
PL
Przeprowadzono statyczną analizę wytrzymałościową modeli ortez typu GRAFO, które zmodyfikowano o wykonanie otworów o kształcie koła i sześciokąta. Obliczenia z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych (MES) przeprowadzono dla materiałów ABS, PLA oraz polipropylenu podczas symulacji fazy midstance. Na podstawie otrzymanych wartości przemieszczeń, odkształceń oraz naprężeń zredukowanych według hipotezy Hubera - Missesa – Henckiego dokonano porównania wytrzymałości konstrukcji, na którą wpływ miało zróżnicowanie materiałów polimerowych oraz wprowadzenie otworów.
PL
W artykule przedstawiono problematykę związaną z procesem szybkiego prototypowania, skupiając się na technologii FDM druku 3D. W toku prowadzonych badań wyznaczono parametr mający decydujący wpływ na zwiększenie własności wytrzymałościowych wytwarzanych obiektów. Wykazano również jak zmiana parametrów druku wpływa na dokładność odwzorowania próbek, ich jakość powierzchni bocznych, a także ilość zużytego do produkcji modeli materiału. Wyniki przeprowadzonych badań oceniono i przedstawiono w postaci wykresów, porównując je z wartościami referencyjnymi dla badanego materiału.
EN
The article has taken problems related to the process of rapid prototyping, specifically FDM 3D printing technology. The purpose of study was to determine the impact of printing parameters during production and functional properties of models. A series of search intended to show the differences in mechanical and functional properties according to the adopted parameters. The results of tests evaluated and presents in clear statements, comparing them with the reference values of the test material. The article shown how adjustable parameters affect to the accuracy of samples, the quality of the side surfaces, and the amount of material used to produce models.
PL
W pracy przedstawiono wpływ sposobu modyfikacji powierzchni stopu Ti6Al7Nb na własności mechaniczne naniesionej powłoki biodegradowalnego polimeru poli(D,L-laktyd-ko-glikolid) (PLGA). Zakres badań obejmował: pomiary chropowatości oraz obserwacje makroskopowe powierzchni metalowego podłoża oraz obserwacje powierzchni powłoki polimerowej, badanie adhezji do podłoża oraz ultrananotwardości. Badania wykazały istotny wpływ sposobu modyfikowania powierzchni podłoża ze stopu Ti6Al7Nb na własności mechaniczne powłoki polimeru PLGA.
EN
The study describes results of research influence of methods for modifying the surface of the Ti6Al7Nb alloy on the mechanical properties of the applied coating of biodegradable polymer poli(lactid-co-glicolic acid) (PLGA). The research included: assessment of the macroscopic surface of samples in the initial state and after applied polymer coating, measurements of surface roughness of the metal substrate, scratch test and ultrananohardness test. Research has shown a significant impact of used method of modifying metal substrate on mechanical properties of the PLGA coating. The analysis also showed dependence of adhesion polymer coating on roughness of the metal substrate.
PL
Celem prowadzonych badań było porównanie własności panewki nowej oraz po alloplastyce rewizyjnej przebywającej w organizmie człowieka przez 68 miesięcy. W ramach badań przeprowadzono analizę składu chemicznego, własności mechanicznych oraz fizykochemicznych. Własności te analizowano na podstawie badań z wykorzystaniem optycznej spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem jarzeniowym, pomiarów twardości oraz badań potencjodynamicznych odporności na korozję wżerową i elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej EIS. Badanie elektrochemiczne przeprowadzono w roztworze Ringera. Dodatkowo przeprowadzono analizę makroskopową powierzchni. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że badane panewki zostały wytworzone ze stali Cr-Ni-Mo spełniającej zalecenia normy ISO 5832-9. Wyniki pomiarów twardości ujawniły obszary o zróżnicowanym umocnieniu biomateriału panewki. Uzyskane parametry odporności korozyjnej dla panewki po implantacji były porównywalne do wartości uzyskanych dla panewki w stanie wyjściowym. Dodatkowo przeprowadzone badania EIS określiły charakter warstwy tlenkowej występującej na powierzchni implantu po usunięciu z organizmu. Wykazały one występowanie warstwy podwójnej stanowiące dobre zabezpieczenie biomateriału metalowego przed rozwojem niekorzystnych zjawisk korozyjnych. Natomiast przeprowadzone obserwacje makroskopowe ujawniły występowanie warstwy hydroksyapatytu na powierzchni panewki po 68-miesięcznym przebywaniu w organizmie. Podsumowując można stwierdzić, że przyczyną alloplastyki rewizyjnej był brak osteointegracji powierzchni zewnętrznej implantu spowodowany nierównomiernym przyleganiem implantu do powierzchni kości. Nie zaobserwowano jednak zmniejszenia odporności korozyjnej panewki po implantacji, co wskazuje na jej biokompatybilność w środowisku tkankowym.
EN
The aim of the research was to compare the properties of the new cup and the cup after alloplastic revision surgery which has been staying in the human body for 68 months. In the studies chemical composition, mechanical and physicochemical properties were analyzed. The properties were analyzed on the basis of studies of glow discharge atomic emission, measurements of hardness and potentiodynamic studies of resistance to pitting corrosion and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The electrochemical research was conducted in Ringer’s solution. Additionally, analysis of the macroscopic surface was conducted. The results revealed that the cups were produced from high nitrogen stainless steel which chemical composition and mechanical properties met the requirements of the ISO 5832-9 standards. The results of hardness revealed areas with varied strengthening of the cup’s biomaterial. Parameters of the corrosion resistance for the cup after implantation were comparable to the values obtained for the cup in the initial state. Additionally, EIS study determined the nature of the oxide layer on the surface of the implant removed from the body. The results showed the existence of a double layer forming good protection of the metal biomaterial against corrosion. The performed macroscopic observation revealed the presence of hydroxyapatite on the surface of the cup after the 68 months in the body. We conclude that the reason for revision arthroplasty was the lack of osteointegration of the outer surface of the implant caused by non- -uniform adhesion of the implant to the bone surface. However, no reduction in corrosion resistance of the cup after implantation was observed which indicates its biocompatibility in the tissue environment.
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.