Progresul cercetării privind modificarea suprafeței aliajelor biomedicale din titan pentru a îmbunătăți rezistența la uzură
Titanul și aliajele sale sunt cele mai frecvent utilizate materiale metalice pentru implanturi medicale în ortopedie și aplicații dentare datorită densității scăzute, rezistenței ridicate, non-toxicității și rezistenței excelente la coroziune. Comparativ cu oțelul inoxidabil tradițional și aliajele pe bază de cobalt, aliajele de titan au un modul elastic mai mic, iar modulul elastic scăzut s-a dovedit a reduce efectul de protecție împotriva stresului, inducând și promovând astfel osseointegrarea mai bine. Aceste avantaje îl fac mai potrivit pentru aplicații medicale clinice.
Cu toate acestea, titanul și aliajele sale nu pot îndeplini cerințele clinice ale implanturilor biomedicale. Studiile clinice pe termen lung au constatat că implanturile din titan au o rezistență slabă la uzură. Resturile de uzură generate de frecarea implanturilor de titan pot provoca inflamații și pot avea efecte toxice asupra corpului uman. .
Pentru a îmbunătăți proprietățile biologice și tribologice ale aliajelor de titan, introducerea tehnologiei de modificare a suprafeței pentru a îmbunătăți activitatea biologică, rezistența la uzură și proprietățile antibacteriene ale aliajelor de titan și titan este de a îmbunătăți materialele biologice convenționale existente pentru a satisface nevoile clinice actuale și în evoluție Metoda mai economică și mai eficientă.
În prezent, o varietate de metode fizice și chimice au fost adoptate pentru a îmbunătăți performanța de uzură a suprafeței aliajului de titan, prin depunerea unui strat ceramic cu rezistență excelentă la uzură pe suprafața titanului pentru a îmbunătăți performanța uzurii și coroziunii. Acoperirile rezistente la uzură utilizate în mod obișnuit includ acoperirile cu carbon (DLC) de tip diamant și nitrură de titan (TiN).
Peliculă de carbon asemănătoare diamantului (DLC)
Datorită durității sale ridicate, rezistenței excelente la uzură, coeficientului scăzut de frecare și biocompatibilității bune, pelicula de carbon asemănătoare diamantului este adesea folosită ca strat rezistent la uzură pe implanturile metalice medicale. O parte a dispozitivului de implant tratat cu modificarea suprafeței foliei de carbon asemănătoare diamantului a obținut o aplicare clinică și are perspective largi de aplicare în îmbunătățirea rezistenței la uzură și a rezistenței la coroziune a componentelor metalice articulare artificiale.
Nitrură de titan (TiN)
TiN are o bună rezistență la uzură și rezistență la coroziune. Acesta a fost folosit pentru prima dată în instrumente de tăiere pentru a prelungi durata de viață. Mai târziu, s-a descoperit că nitrula de titan este biocompatibilă și a început să fie utilizată în implanturi medicale, ar fi ortopedie și proteze dentare. În prezent, principalele metode de preparare a nitrură de titan sunt depunerea fizică de vapori (PVD), depunerea chimică a vaporilor (CVD) și pulverizarea termică.
