Tvorba filmu oxidu na povrchu titanu

Video: Návod k instalaci Bio3 implantát v dolní čelisti

Jak již bylo několikrát uvedeno, titan a jeho slitiny jsou široce použití v lékařské a zubní implantáty. slitiny titanu nedostatek úspěchu je vzhledem k degradaci slitiny, když je v biologickém prostředí a minimální reakce okolní tkáně v jeho přítomnosti (Thull a kol., 1992- Thull, 1994- Čiadovi et al., 1997-Jacobs a kol., 1998- Alcantara a kol. , 1999) Tato úroveň odolnosti proti korozi a biokompatibilitu s lidským tělem, je dáno především přítomnost vysoce inertního oxidu kovu filmu (Téměř stechiometrický TiO₂) Spontánně vytvořená na povrchu titanu. Titan je vysoce reaktivní kov, který se rychle oxiduje, když jsou vystaveny vzduchu nebo vody (v milisekundách). To je vzhledem k přítomnosti extrémně tenkého filmu (v řádu 10-100 A), která slouží jako bariéra pro kontinuální oxidaci kovového titanu zachovává svůj tvar. Oxidace titanu (pomineme-li čas na kapacitní nabíjení rozhraní) může projít následujících reakcí, čímž se získá elektrony (vytvoření přechodné proudy) (Gilbert et al, 1996):

Ti + H₂O TiO₂ + 4H⁺ + 4e^-

a

Ti Ti³⁺ + 3e^-.

Existují i další možné reakce, ale je pravděpodobné, že představuje hlavní reakci.

reakce:

Ti + O₂ TiO₂

Nevytváří žádné elektron, který může být registrován potenciostatickou metody. Takže tato druhá reakce, a to i v případě, že existuje, nebude přispívat k generované přechodovými proudy.

Vzhledem k důležité úloze pasivního oxidu filmu k zajištění biokompatibilitu titanu (odolnost proti korozi) je rozhodující mírou schopnosti oxidu titaničitého odolávat mechanické, chemické a elektrochemické degradaci (Healy et al., 1992- Gilbert et al., 1996).

Krystalová mřížka titanu může existovat v několika fázích, které lze získat za použití různých přídatných látek. titanové slitiny jsou rozděleny do &alpha--, &alpha--&beta-- a &beta - slitiny. Kromě toho, v každém případě v kovu stále přítomen &omega - fáze. Některé přísady iniciovat &alfa - fáze, zatímco druhá - &beta - fáze. &alfa - Titan stabilizovány prvky, jako je Al, Sn, Zr, V, C, N a O (Hillmann, Donath, 1996) a &beta - fáze aktivován V, Mo, Nb, Cr, Fe, Mn (Thull, 1996).

V traumatologii a ortopedii byly stále v posledních letech se používají materiály vyrobené na bázi &beta - Ti fází. Je třeba znovu připomenout, že jsou vždy přítomny nečistoty, zejména &alfa - titan.

Praktické využití titanu pro výrobu chirurgických implantátů byl vyřešen tím, že mnoho konferencí a sympozií kongresů (ASTM 1983- Thull, 1988, 1996- EMBEC, 1999). Nejrozšířenější v zubní a ortopedické účely titanu (a) a slitiny Ti-6Al-4V (&alfa-, &beta). Čistý titan se používá méně často, zejména pro zubní implantáty a jako materiál pro nanášení povlaků na porézních implantátů, protože jeho pevnost je nižší než u slitiny s legovacími přísadami. Modul pružnosti pro Ti je přibližně 110 GPa, zatímco pro Co-Cr slitin - 210 GPa (Imám Fraker, 1996). Nicméně, jeho síla je asi pětkrát větší, než pevnost kostní tkáně - 20 GPa. Díky tomu je aktivní kov velmi slibné při vytváření přístroje a zařízení pro osteosyntézu (Charles a kol., 1996- Muller a kol., 1990- Muller, 1996- Thull, 1994).

Ostatní slitiny titanu, včetně &beta - titan, se používají jako různých chirurgických implantátů, protéz, pro které požadavky na pevnost vyšší než u čistého titanu. Mezi titanových slitin &beta - tvar titan nabízejí největší možnost využití v implantátech z důvodu snadné manipulace, vysoké mechanické vlastnosti, což umožňuje provádět dlouhodobém horizontu cyklické zatížení (imáma, 1996- Thull, 1994).

AV Karpov VP Shakhov
Externí fixační systém a regulační mechanismy optimální biomechanika

Sdílet na sociálních sítích:

Podobné