Page 40 - Докторська дисертація_Ткачук

40

металевими біоматеріалами: нержавними сталями та кобальт-хром-

молібденовими сплавами. За рахунок високого рівня вищевказаних

характеристик вони легко поєднуються з кістковою та іншими тканинами

людського організму.

Корозійна тривкість титану та його сплавів обумовлена утворенням на

поверхні захисної оксидної плівки TiO2 [19, 20]. Проте вона нестійка під час

взаємодії з фізіологічним середовищем (складне середовище, яке містить

білки, амінокислоти, органічні сполуки тощо) після імплантації біоматеріалу

в організм людини. Відповідно, виникнення біологічних ускладнень

(токсичність, підвищена чутливість та канцерогенність) відбувається завдяки

пітінговій, гальванічній та фретинг-корозії, що призводить до вивільнення

4+
3+
токсичних іонів легувальних елементів, зокрема Al і V зі сплаву ВТ6 (Ti-
6Al-4V), оскільки імпланти працюють за умов високих контактних і

знакозмінних навантажень (ортопедичні імпланти), у потоках біоактивних

середовищ (клапани, стенти, штифти). Акумуляція іонів металів у

фізіологічному середовищі людського організму призводить до таких

захворювань як периферична нейропатія, остеомаляція та хвороба

Альцгеймера [21–25]. Окрім цього, титан і його сплави характеризуються

низькими трибологічними властивостями, зокрема високим коефіцієнтом

тертя та невисокою абразивною стійкістю [26–30].

Формування функціональних поверхневих шарів дозволяє підвищити

ефективність використання титанових сплавів як імплантів. Промислові

біоінертні покриття, які найчастіше формують на титанових імплантах

ортопедичного призначення, – це нітриди TiN, ZrN, CrN, алмазоподібний

вуглець (DLC) [31–42]. Німецькі компанії-виробники імплантів DOT і

ImplantCast, окрім нітридів, формують також покриття TiAlN, TiNbN методом

фізичного парового осадження (PVD).

Окрім бінарних сполук втілення (нітридів і оксидів титану), значний

інтерес для біомедичних застосувань представляють потрійні сполуки,

зокрема оксинітриди титану, оскільки вони поєднують корисні властивості