Технологии создания биосовместимых покрытий на импланты Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Химия и химические технологии

chemical pulp. ISBN: 952-5216-08-X, Otaniemi, 2000. Pp. 87-97, 105, 106, 115-117, 194-206.

4. Batchelor W. J., Kure K. A., Ouellet D. Refining and the development of fibre properties // Nordic pulp & paper research journal. Vol. 14, № 4, 1999. Pp. 285-286.

5. Technology of cellulose-paper production, volume 2, part 1, technology of paper production and processing, VNIIB, "Polytechnic" publishing house, Saint-Petersburg, 2005. Pp. 36-37.

6. B. V. Akulov et al., Production of paper and cardboard. Published in Perm's state technical university, Perm-city, 2010. Pp. 33-35.

7. Legotsky S. S., Goncharov V. N. Grinding machinery and preparation of the paper mass. "Timber industry", Moscow, 1990, pp. 6-7.

© Пен В. P., Левченко С. И., 2016

УДК 547

ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ БИОСОВМЕСТИМЫХ ПОКРЫТИЙ НА ИМПЛАНТЫ

У. С. Рыбакова, С. С. Ивасев, Д. В. Раводина

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: [email protected]

Рассмотрена актуальность биосовместимых покрытий на импланты. Анализируется технология их создания.

Ключевые слова: импланты, биосовместимость, микродуговое оксидирование, гидроксиапатит, композиционные покрытия, медицина.

TECHNOLOGIES OF CREATING BIOCOMPATIBLE COATINGS TO IMPLANTS

U. S. Rybakova, S. S. Ivasev, D. V. Ravodina

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]

Relevance of biocompatible coverings to implants is considered. The technology of their creation is analyzed. Keywords: Implants, biocompatibility, microarc oxidation , hydroxyapatite , composite coatings , medicine.

В современной медицинской практике для замены поврежденных или дефектных участков ткани широко используются имплантаты из титана или титановых сплавов, являющихся биоинертными материалами, но у 5-10 % пациентов происходит отторжение подобных имплантов. В связи с этим актуальной задачей является увеличение биосовместимости им-плантов. Разработка технологии нанесения биосовместимого покрытия на титановые импланты предполагает внедрение в структуру оксидного покрытия титанового импланта гидроксиапатита, увеличивающего степень остеоинтеграциии имплантов.

Гидроксиапатит - это минерал Саю(Р04)6(0Н)2 из группы апатита, гидроксильный аналог фторапатита Са5(Р04)^ и хлорапатита Са5(Р04)3С1. Является основной минеральной составляющей костей (около 50 % от общей массы кости) и зубов (96 % в эмали). Комбинация «имплантат + биосовместимое покрытие» позволяет объединить высокие механические свойства материала основы и биологические качества покрытия, которые придают поверхности имплантата свойства, максимально приближенные к свойствам

костной ткани, что улучшает способность имплантата интегрироваться с организмом.

Известны работы по увеличение биосовместимости титана, использующие нанесение плазменных покрытий, содержащий гидроксиапатит [1]. В настоящее время идет поиск новых технологических решений создания биосовместимой шероховатой поверхности на им-плантатах, обеспечивающей надежную интеграцию им-плантата в костной ткани. Существующие технологии не в полной мере не удовлетворяют современным медицинским требованиям. Эта проблема решается применением различных методов формирования покрытий:

- плазменное напыление - процесс нанесения покрытия на поверхность изделия с помощью плазменной струи;

- метод микродугового оксидирования - электрохимический процесс модификации (окисления) поверхности вентильных металлов и их сплавов в электролитной плазме с целью получения оксидных слоев (покрытий);

- золь-гель или шликерный метод - технология материалов, в том числе наноматериалов, включаю-

<Тешетневс^ие чтения. 2016

щая получение золя с последующим переводом его в гель, т. е. в коллоидную систему, состоящую из жидкой дисперсионной среды, заключенной в пространственную сетку, образованную соединившимися частицами дисперсной фазы [2];

- магнетронное распыление - технология нанесения тонких плёнок на подложку с помощью катодного распыления мишени в плазме магнетронного разряда

[3];

- ВЧ-магнетронное распыление - метод используется, как правило, для распыления диэлектриков; отличается от катодного распыления тем, что на электроды, один из которых расположен под распыляемым диэлектриком, подается высокочастотный потенциал (частота от 1 до 20 МГц);

- детонационно-газовый метод - одна из разновидностей газотермического напыления промышленных покрытий, в основе которой лежит принцип нагрева напыляемого материала (обычно порошка) с последующим его ускорением и переносом на напыляемую деталь с помощью продуктов детонации [4].

На основе полученных данных и литературных источников можно сделать вывод о том, что необходимо разработать технологию внедрения в структуру оксидного покрытия титанового импланта гидроксиапа-тита методами микродугового оксидирования.

Библиографические ссылки

1. Попова А. А. Получение детонационных биосовместимых покрытий на титановые импланты из порошковых механокомпозитов состава: «гидроксиапа-тит кальция - никелид титана» : дис. ... канд. техн. наук. Барнаул : Изд-во АГТУ, 2016. 132 с.

2. Петровская Т. С. Физико-химические основы и технологии получения биосовместимых покрытий на титановых имплантах и регулирование их биологических свойств : дис. ... д-ра техн. наук. Томск : НИТ-ПУ, 2013. 326 с.

3. Получение кальций-фосфатных биосовместимых покрытий методом магнетронного распыления и их свойства / В. Ф. Пичугин [и др.] // Поверхность, рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2006. № 7. С. 72-77.

4. О исследовании тонкой структуры детонационных биосовместимых покрытий из гидроксиапатита кальция / А. А. Ситников [и др.] // АГТУ. 2010. № 1. С. 167-168.

References

1. Popova A. A. Poluchenie detonatsionnykh biosovmestimykh pokrytiy na titanovye implanty iz poroshkovykh mekhanokompozitov sostava:gidroksiapatit kal'tsiya - nikelid titana. Dis. kan. tekhn. nauk. [System multiversioned views of the formation of the software control of spacecraft. Kn. techn. sci. diss]. Barnaul, AGTU Publ., 2016, 132 p.

2. Petrovskaya T. S. Fiziko-khimicheskie osnovy i tekhnologii polucheniya biosovmestimykh pokrytiy na titanovykh implantakh i regulirovanie ikh biologicheskikh svoystv. Dis. dok. tehn. nauk. [System multiversioned views of the formation of the software control of spacecraft. Dr. techn. sci. diss]. Tomsk, NITPU Publ., 2013, 326 p.

3. Pichugin V. F., Nikitenkov N. N., Shulepov I. A. [Poluchenie kal'tsiy fosfatnykh biosovmestimykh pokry-tiy metodom magnetronnogo raspyleniya i ikh svoystva, Poverkhnost', Rentgenovskie, sinkhrotronnye i neytron-nye issledovaniya]. 2006, no. 7, p. 72-77. (In Russ.)

4. Sitnikov A. A., Yakovlev V. I., Seydurov M. N. [O issledovanie tonkoy struktury detonatsionnykh biosovmestimykh pokrytiy iz gidroksiapatita kal'tsiya]. AGTU. 2010, no. 1, pp. 167-168. (In Russ.)

© Рыбакова У. С., Ивасев С. С., Раводина Д. В., 2016