Tutkimuksen edistyminen biolääketieteellisten titaaniseosten pinnan modifioinnista kulutuskestävyyden parantamiseksi

Titaani ja sen seoksetovat yleisimmin käytettyjä metallimateriaaleja lääketieteellisissä implanteissa ortopedisissa ja hammaslääketieteellisissä sovelluksissa niiden alhaisen tiheyden, suuren lujuuden, myrkyttömän -ja erinomaisen korroosionkestävyyden vuoksi. Verrattuna perinteisiin ruostumattomaan teräkseen ja koboltti-pohjaisiin seoksiin, titaaniseoksilla on pienempi kimmokerroin, minkä on osoitettu vähentävän jännityssuojavaikutuksia, mikä lisää ja edistää luustointegraatiota. Nämä edut tekevät niistä sopivampia kliinisiin lääketieteellisiin sovelluksiin.

Titaani ja sen seokset eivät kuitenkaan täytä biolääketieteellisten implanttien kliinisiä vaatimuksia. Pitkäaikaiset-kliiniset tutkimukset ovat osoittaneet, että titaani-implanttien kulumiskestävyys on heikko ja titaani-implanttien kitkan aiheuttamat kulumisjäämät voivat aiheuttaa tulehdusongelmia ja myrkyllisiä vaikutuksia ihmiskehoon.

Titaaniseosten biologisten ja tribologisten ominaisuuksien parantamiseksi pinnanmuokkaustekniikoiden käyttöönotto titaanin ja titaaniseosten bioaktiivisuuden, kulutuskestävyyden ja antibakteeristen ominaisuuksien parantamiseksi on taloudellisempi ja tehokkaampi tapa parantaa olemassa olevia tavanomaisia biomateriaaleja vastaamaan nykyisiä ja kehittyviä kliinisiä tarpeita.

Tällä hetkellä erilaisia fysikaalisia ja kemiallisia menetelmiä on käytetty parantamaan titaaniseospintojen kulutuskestävyyttä. Yksi menetelmä sisältää erinomaisen kulutuskestävyyden omaavan keraamisen pinnoitteen kerrostamisen titaanipinnalle sen kulumisen ja korroosionkestävyyden parantamiseksi. Yleisesti käytettyjä kulumista{2}}kestäviä pinnoitteita ovat timantti-kaltaiset hiilikalvot (DLC) ja titaaninitridi (TiN) pinnoitteet.

Timantti{0}}hiilipinnoitteet (DLC).

DLC-pinnoitteita käytetään yleisesti kulutusta kestävinä- pinnoitteina lääketieteellisissä metalliimplanteissa niiden suuren kovuuden, erinomaisen kulutuskestävyyden, alhaisen kitkakertoimen ja hyvän biologisen yhteensopivuuden vuoksi. Jotkut implanttilaitteet, joissa on pintamodifikaatiokäsittely DLC-pinnoitteilla, ovat jo saavuttaneet kliinisen sovelluksen, mikä osoittaa laajat mahdollisuudet parantaa keinonivelten metalliosien kulutusta ja korroosionkestävyyttä.

Titaaninitridi (TiN)

TiN:llä on erinomainen kulutuskestävyys ja korroosionkestävyys, ja sitä käytettiin alun perin leikkaustyökaluissa niiden käyttöiän pidentämiseksi. Myöhemmin sen bioyhteensopivuus löydettiin, mikä johti sen soveltamiseen lääketieteellisissä implanteissa, kuten ortopedisissa laitteissa ja proteeseissa. Tällä hetkellä tärkeimmät menetelmät titaaninitridin valmistamiseksi ovat fysikaalinen höyrypinnoitus (PVD), kemiallinen höyrypinnoitus (CVD) ja lämpösumutus.

Dental titanium alloy disc Medical use titanium alloy