Progrese cercetării privind modificarea suprafeței aliajelor biomedicale de titan pentru a îmbunătăți rezistența la uzură

Titanul și aliajele salesunt cele mai frecvent utilizate materiale metalice pentru implanturi medicale în aplicații ortopedice și stomatologice datorită densității scăzute, rezistenței ridicate, ne-toxicității și rezistenței excelente la coroziune. În comparație cu aliajele tradiționale pe bază de oțel inoxidabil și-cobalt, aliajele de titan au un modul de elasticitate mai scăzut, care s-a dovedit că reduce efectele de protecție împotriva stresului, inducând și promovând astfel mai bine osteointegrarea. Aceste avantaje le fac mai potrivite pentru aplicații medicale clinice.

Cu toate acestea, titanul și aliajele sale nu pot îndeplini cerințele clinice pentru implanturile biomedicale. Studiile clinice pe termen lung-au descoperit că implanturile de titan au o rezistență scăzută la uzură, iar resturile de uzură generate de frecarea implanturilor de titan pot cauza probleme inflamatorii și efecte toxice asupra corpului uman.

Pentru a îmbunătăți proprietățile biologice și tribologice ale aliajelor de titan, introducerea tehnicilor de modificare a suprafeței pentru a îmbunătăți bioactivitatea, rezistența la uzură și proprietățile antibacteriene ale titanului și aliajelor de titan este o modalitate mai economică și mai eficientă de a îmbunătăți biomaterialele convenționale existente pentru a satisface nevoile clinice actuale și în evoluție.

În prezent, au fost folosite diferite metode fizice și chimice pentru a îmbunătăți rezistența la uzură a suprafețelor din aliaj de titan. O metodă implică depunerea unei acoperiri ceramice cu rezistență excelentă la uzură pe suprafața de titan pentru a îmbunătăți rezistența la uzură și la coroziune. Acoperirile rezistente la uzură-utilizate în mod obișnuit includ filmele de carbon-de diamant (DLC) și acoperirile cu nitrură de titan (TiN).

Acoperiri de carbon-diamant (DLC).

Acoperirile DLC sunt utilizate în mod obișnuit ca acoperiri rezistente la uzură-în implanturile metalice medicale datorită durității ridicate, rezistenței excelente la uzură, coeficientului scăzut de frecare și biocompatibilității bune. Unele dispozitive de implant cu tratament de modificare a suprafeței folosind acoperiri DLC au obținut deja aplicare clinică, prezentând perspective largi de îmbunătățire a rezistenței la uzură și la coroziune a componentelor metalice în articulațiile artificiale.

Nitrură de titan (TiN)

TiN posedă o rezistență excelentă la uzură și la coroziune și a fost utilizat inițial la sculele de tăiere pentru a prelungi durata de viață a acestora. Ulterior, biocompatibilitatea sa a fost descoperită, ducând la aplicarea sa în implanturi medicale precum dispozitive ortopedice și proteze dentare. În prezent, principalele metode de preparare a nitrurii de titan sunt depunerea fizică în vapori (PVD), depunerea chimică în vapori (CVD) și pulverizarea termică.

Dental titanium alloy disc Medical use titanium alloy