Page 3 - Реферат_Ткачук

1

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Розробка та використання біоматеріалів для
імплантації тісно пов'язані з їх міцністю, модулем пружності, зносо- та
корозійною тривкістю, а також біоінертністю чи біоактивністю. Відсутність
взаємодії біосумісного матеріалу з фізіологічним середовищем людського
організму (біоінертність) є необхідною характеристикою елементів суглобів,
серцевих клапанів, судинних і коронарних стентів для їх успішної імплантації, а
також для використання тимчасових травматологічних імплантів – пластин,
гвинтів, стрижнів, щоб легко видаляти їх після відновлення пошкодженої кістки.
Високий потенціал остеоінтеграції (біоактивність) є необхідним чинником
використання постійних імплантів, таких як дентальні імпланти, ніжки
кульшового суглоба, тощо. Остеоінтеграція цих імплантів покращує їх
стабільність і довговічність, знижуючи ймовірність відторгнення імпланта та
необхідність ревізійної операції.
Титан і його сплави, зокрема ВТ6 (Ti-6Al-4V), широко використовують в
імплантології завдяки їх високій питомій міцності, хорошій корозійній тривкості
та біосумісності. Відомо, що корозійна тривкість сплавів зумовлена утворенням
на поверхні захисної оксидної плівки TiO2. Проте вона нестійка при взаємодії з
фізіологічним середовищем. Це спричиняє точкову, гальванічну та фретинг-
корозію, що призводить до виникнення біологічних ускладнень (токсичності,
гіперчутливості та канцерогенності) через виділення потенційно токсичних іонів
легувальних елементів, зокрема Al і V зі сплаву ВТ6. Їх акумуляція у
4+
3+
фізіологічному середовищі сприяє таким захворюванням як периферична
нейропатія, остеомаляція, хвороба Альцгеймера. Окрім цього, титану та його
сплавам притаманні погані трибологічні властивості: високий коефіцієнт тертя
та недостатня абразивна стійкість. Для вирішення вищезазначених проблем
титанові сплави піддають поверхневому модифікуванню з формуванням
функціональних поверхневих шарів, що підвищує ефективність їх використання
як імплантів. При цьому підвищена увага спрямована на ті методи інженерії
поверхні, які дозволяють забезпечити характеристики у комплексі – достатні
трибологічні та антикорозійні властивості, а також біосумісність.
Для формування біоінертних покриттів на титанових сплавах
використовують різні методи поверхневого оброблення, зокрема
високоенергетичні (плазмове та магнетронне напилення, PVD-процеси різної
модифікації, іонна імплантація). Одним із методів формування біоактивних
покриттів є плазмо-електролітне оксидування (ПЕО).
Оскільки довговічність твердих покриттів на металах залежить від
міжфазних характеристик покриття–підкладка, то покриття, сформовані
дифузійним насиченням із контрольованого газового середовища, за рахунок
кращих міжфазних характеристик, забезпечують тривалішу стабільність
титанових імплантів порівняно з покриттями, сформованими плазмовими та
іншими високоенергетичними методами.
Серед українських та зарубіжних вчених, наукові інтереси яких пов’язані з
поверхневим модифікуванням титанових сплавів медичного призначення, слід
відзначити О.О. Розенберга, В.З. Туркевича, С.О. Фірстова, Н.В. Ульянчич,
П.Є. Марковського, Н.Ю. Імбірович, О.В. Овчиннікова, Т.В. Лоскутову,