Page 6 - Реферат_Ткачук

4

азоткисневмісного газового середовища. Вперше встановлено закономірності
оксинітрування в умовах конкурування процесів оксидо- та нітридоутворення,
що дає змогу керувати структурно-фазовим станом і функціональними
властивостями поверхневих шарів. Встановлено визначальний вплив кисню в
оксинітриді титану на опір корозії у фізіологічному середовищі: найвищий опір
забезпечує шар складу TiN0,36O0,64.
3. Вперше встановлено структурні особливості сформованого насиченням із
контрольованого азоткисневмісного газового середовища поверхневого шару на
титанових сплавах: наявність численних дефектів двійникування, упаковки та
дислокацій у площинах (110) фази типу δ-TiNx є наслідком проникнення кисню
в кристалічну ґратку із заміщенням атомів азоту атомами кисню та утворенням
фази TiNxO1-x.
4. Вперше встановлено біосумісність in vitro поверхневих шарів на титанових
сплавах медичного призначення, модифікованих киснем і азотом. Показано, що
азотована поверхня на базі мононітриду титану складу, наближеного до
стехіометричного, та модифікована поверхня титану з вмістом кисню
60…65 ат.% в кристалічній ґратці оксинітриду ефективна для адгезії та
проліферації клітин.
5. Вперше встановлено ефективність лужного електроліту
(КОН + гідроксиапатит) (pH=14) для формування шару гідроксиапатиту плазмо-
електролітним оксидуванням на поверхні титанових сплавів медичного
призначення з регламентованою морфологією поверхні (шорсткістю,
поруватістю) та співвідношенням Са/Р=1,69, близьким до кісткової тканини.
6. Вперше розроблено біоактивні композиційні покриття на поверхні
титанових сплавів поєднанням методів дифузійного насичення з
азоткисневмісного газового середовища та ПЕО в лужному електроліті
(КОН + гідроксиапатит), що підвищує на порядок опір корозії у фізіологічному
середовищі та забезпечує значення модуля Юнга на рівні значення кортикальної
кістки.
Практична цінність отриманих результатів.
1. Для поверхневого модифікування сферичних титанових (ВТ1-0)
компонентів ендопротезів вперше розроблено етапний режим азотування, який
забезпечує зменшення на один порядок інтенсивності зношування UHMWPE
компонента в плазмі крові та у 6 разів коефіцієнта тертя (патент України на
корисну модель № 159948 від 24.07.2025 р.).
2. Проведено апробацію поверхнево модифікованого титанового сферичного
компонента пари тертя штучного суглоба на стенді-імітаторі біомеханічного
руху людини Т-24. Встановлено, що трибопара «азотований титан ВТ1-0 –
UHMWPE» забезпечує у 3 рази більший ресурс порівняно з широко
використовуваною в імплантології трибопарою «СоСrМо – UHMWPE».
3. Запропоновано склад лужного електроліту (1М КОН + гідроксиапатит) і
параметри ПЕО (160 В, 1хв) за імпульсного режиму обробки для формування
біоактивних гідроксиапатитних покриттів регламентованих параметрів
(товщина до 100 мкм, шорсткість поверхні 1…2 мкм та поруватість 14…16%) на
поверхні технічно чистого титану ВТ1-0.