Formarea filmului de oxid de pe suprafața de titan

Video: operație de instalare a Bio3 implant în mandibulă

După cum a fost menționat în mod repetat, titan și aliajele sale sunt utilizați pe scară largă în implanturi medicale și dentare. aliaje de titan lipsa de succes se datorează degradării aliajului atunci când într-un mediu biologic și răspunsul minim al țesutului înconjurător în prezența sa (Thull et al., 1992- Thull, 1994- Ciada și colab., 1997- Jacobs și colab., 1998- Alcantara și colab. 1999) Acest nivel de rezistență la coroziune și biocompatibilitatea cu corpul uman se datorează în primul rând prezența peliculei de oxid de metal foarte inert (Aproape stoechiometric TiO₂) Formate Spontan pe suprafața de titan. Titanul este un metal foarte reactiv care oxidează rapid atunci când este expus la aer sau apă (în milisecunde). Acest lucru se datorează prezenței filmului extrem de subțire (în ordinea 10-100 A), care servește ca o barieră pentru oxidarea continuă a metalului de titan își păstrează forma. Oxidarea titan (lăsând deoparte timp pentru a capacitiv interfață de încărcare) pot trece prin următoarele reacții pentru a produce electroni (crearea de curenți tranzitorii) (Gilbert și colab, 1996):

Ti + H₂O TiO₂ + 4H⁺ + 4e^-

și

Ti Ti³⁺ + 3e^-.

Există și alte reacții posibile, dar este probabil că nu prezintă reacția principală.

reacţii:

Ti + O₂ TiO₂

Ea nu generează nici un electron, care pot fi înregistrate metode potențiostatice. Astfel, această ultimă reacție, chiar dacă există, nu va contribui la curenții tranzitorii generate.

Datorită rolului important al filmului de oxid pasiv pentru a asigura biocompatibilitatea titan (rezistența la coroziune) este măsura esențială a capacității de dioxid de titan pentru a rezista mecanice, chimice și degradarea electrochimica (Healy și colab., 1992- Gilbert și colab., 1996).

Rețeaua cristalină a titanului poate exista într-un număr de faze care pot fi obținute folosind diverși aditivi. Aliaje de titan sunt subdivizate în &alpha--, &alpha--&beta--, și &beta - aliaje. Mai mult decât atât, în orice caz, în metal încă prezent &omega - faza. Unele ingrediente inițiază &alfa - fază, în timp ce celălalt - &beta - faza. &alfa - titan stabilizat de elemente, cum ar fi Al, Sn, Zr, V, C, N și O (Hillmann, Donath, 1996) și &beta - faza activată V, Mo, Nb, Cr, Fe, Mn (Thull, 1996).

În traumatologie și ortopedie au fost din ce în ultimii ani pentru a utiliza materialele realizate pe baza &beta - faza Ti. Ar trebui remarcat din nou faptul că ele sunt întotdeauna prezente impurități, în special &alfa - titan.

Utilizarea practică a titan pentru fabricarea implanturilor chirurgicale a fost tratată de către numeroasele conferințe și congrese simpozioane (ASTM 1983- Thull, 1988, 1996- EMBEC, 1999). Cele mai utilizate pe scară largă în dentare și ortopedice scopuri de titan (a) și aliaj Ti-6Al-4V (&alfa-, &beta-). titan pur este utilizat mai puțin frecvent, de preferință pentru implanturile dentare și ca material pentru aplicarea unei acoperiri pentru implanturi poroase, deoarece puterea sa este mai mică decât cea a aliajului cu aditivi de aliere. Modulul de elasticitate pentru Ti este de aproximativ 110 GPa, în timp ce pentru Co-Cr-aliaje - 210 GPa (Imam, Fraker, 1996). Cu toate acestea, puterea sa este de aproximativ cinci ori mai mare decât rezistența țesutului osos - 20 GPa. Acest lucru face ca metalul activ foarte promițătoare atunci când se creează aparate și dispozitive pentru osteosinteza (Charles și colab., 1996- Muller și colab., 1990- Muller, 1996- Thull, 1994).

Alte aliaje de titan, inclusiv &beta - titan, sunt folosite ca diverse implanturi chirurgicale, proteze, pentru care cerințele de rezistență sunt mai mari decât de titan pur. Printre aliaje de titan &beta - forma de titan oferă cea mai mare oportunitate de a utiliza în implanturi datorită ușurinței de manipulare, proprietăți mecanice ridicate, care permite realizarea pe termen lung a încărcării ciclice (Imam, 1996- Thull, 1994).

AV Karpov VP Shakhov
Sistemul de fixare externă și mecanisme de reglementare biomecanica optimă

Distribuiți pe rețelele sociale:

înrudit