Evaluation of selected mechanical and chemical methods of modifications of titanium

• Autorzy: Hedzelek, W. , Sikorska, B. , Domka, L.

Warianty tytułu

PL

Ocena wybranych metod mechanicznej i chemicznej modyfikacji tytanu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Medical titanium produced by Titanium Wire Corporation (grade IV) was the subject for analysis. The mechanical treatment of subjected titanium pieces was carried out with the use of sand - blasting. One sand - blasted titanium cylinder was left as the control one. The others were subjected to acid – etching in different acid mixtures. The enlargement of the titanium surface area was estimated by measuring of surface roughness. This factor is described by average roughness Ra which is an internationally recognized amplitude parameter defined as an arithmetic mean of departure of the roughness profile from the mean line. After modifications all samples were soaked in Simulated Body Fluid. Adsorption of calcium phosphate on modified surface is the expression of the biological properties of this surface. The results indicate that there is no direct correlation between adsorption of calcium and phosphorus and surface roughness expressed by Ra parameter.

PL

Zwiększenie tytanowej powierzchni wszczepu jest jednym z podstawowych problemów w implantologii, bowiem jakość i wielkość tej powierzchni decydują m.in. o wytrzymałości wiązania kość /implant i możliwości wczesnego obciążenia wszczepu. Stosując wszczepy o różnych kształtach, których gwinty czy perforacje zwiększają obszar wzajemnego kontaktu, uzyskuje się lepsze i trwalsze wyniki osteointegracji. Ważnym czynnikiem mającym wpływ na powyższe procesy jest chropowatość powierzchni tytanu. Celem badań była ocena za pomocą analizy mikroskopowej i profilometrycznej chropowatości powierzchni tytanu po opracowaniu metodami mechanicznymi i chemicznymi. Celem szczegółowym było określenie właściwości biologicznych powierzchni poprzez wyznaczenie korelacji między współczynnikiem chropowatości powierzchni Ra, a zaadsorbowanymi na powierzchniach pierwiastkami fosforu i wapnia. Analizie poddano tytan, z którego wykonywany jest element wewnątrzkostny implantu. W pierwszym etapie badań powierzchnie próbek wzorcowych oraz próbek poddanych wytrawieniu obserwowano przy użyciu Skaningowego Mikroskopu Elektronowego (SEM) oceniając strukturę powierzchni oraz zachodzące zmiany po wytrawieniu w stosunku do próbek wzorcowych. Pomiarów średniej arytmetycznej odchylenia profilu chropowatości Ra (wyrażonej w žm) dokonywano profilometrem. W drugim etapie badań przeprowadzono inkubację zmodyfikowanych prób tytanu na składniki roztworu symulującego płyn ustrojowy (SBF) w celu zbadania czy nastąpi adsorpcja fosforanów wapnia na powierzchni. Ostatecznym wynikiem badań była ocena zajścia procesu przy wykorzystaniu metod Spektroskopii Elektronów Augera oraz Skaningowej Mikroskopii Elektronowej. Z przeprowadzonych badań inkubacji modyfikowanych prób w SBF wynika, że proces wstępnego piaskowania lub piaskowania i wytrawiania jest korzystny dla zaadsorbowania się na tak przygotowanych powierzchniach jonów fosforu i wapnia. W ocenie właściwości biologicznych modyfikowanych powierzchni nie wykazano korelacji pomiędzy współczynnikiem chropowatości Ra, a zaadsorbowanymi na powierzchni pierwiastkami fosforu i wapnia.

Słowa kluczowe

PL

tytan; modyfikacja chemiczna; modyfikacja mechaniczna

EN

titanium; surface roughness; SEM; AES

• Czasopismo: Physicochemical Problems of Mineral Processing
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 39
• Strony: 149-154
• Opis fizyczny: bibliogr. 7 poz.

Twórcy

autor

Hedzelek, W.

• Departament of Prosthodontics, Univ ersity of Medical Sciences, Poznan

autor

Sikorska, B.

• Departament of Prosthodontics, Univ ersity of Medical Sciences, Poznan
• To whom correspondece should be addressed: B. Sikorska, Departament of Prosthodontics, University of Medical Sciences, Poznan, ul. Bukowska 70, 60 – 812 Poznan

autor

Domka, L.

• Technological Center, University of Adam Mickiewicz, Poznan

Bibliografia

• ARENTOWICZ G. (2002), Vergleich unterschiedlicher Methoden zur Veranderung der Morfologie der Implntatoberflache. Dental Implantolology, Vol. 6, 304-308.
• BIGI A., BOANINI E., BRACCI B., FACCHNI A., PANZAVOLTA S., SEGATTI F., STURBA L. (2005), Nanocrystalline hydroxyapatite coatings on titanium: a new fast biomimetic method. Biomaterials, Vol. 26, 4085-4089.
• CLERIES L., FERNANDEZ-PRADAS J.M,. MORENZA J.L. (2000), Behavior in simulated body fluid of calcium phosphate coatings obtained by laser ablation. Biomaterials Vol. 21, 1861-1865.
• COOPER L. F. (1998), Biologic Determinants of bone formation for osseointegration: Clues for future clinical improvements. Journal of Prosthetic Dentistry, Vol. 80, 439-449.
• HEDZELEK W., SIKORSKA B., DOMKA L., WIECZOREK W. (2002), Ocena powierzchni tytanu medycznego po opracowaniu metodą mechaniczną i chemiczną. Implantoprotetyka Tom III, nr 4, 3-6.
• KANAGARAJA S., WENNENBERG A., ERIKSSON C., NYGREN H. (2001), Cellular reactions and bone apposition to titanium surfaces with different surface roughness and oxide thickness cleaned by oxidation. Biomaterials Vol. 22, 1809-1818.
• MARTIN J.Y., SCHWARZ Z., HUMMERT T.W., SCHRAUB D.M., SIMPSON J., LANKFORD J. (1995), Effect of titanium surface roughness on proliferation, differentiation, and protein synthesis of human osteoblast-like cells (MG63). Journal of Biomedical Material Research, Vol. 29, 389-401.