Прогресс в исследованиях по модификации поверхности биомедицинских титановых сплавов для повышения устойчивости к износу
Титан и его сплавы являются наиболее часто используемыми металлическими материалами для медицинских имплантатов в ортопедии и стоматологическом применении из-за их низкой плотности, высокой прочности, нетоксичности и отличной коррозионной устойчивости. По сравнению с традиционными сплавами из нержавеющей стали и кобальта, титановые сплавы имеют более низкий эластичный модуль, а низкий эластичный модуль, как было доказано, уменьшает эффект защиты от стресса, тем самым лучше вызывая и способствуя осеоинтеграции. Эти преимущества делают его более подходящим для клинического медицинского применения.
Однако титан и его сплавы не могут соответствовать клиническим требованиям биомедицинских имплантатов. Долгосрочные клинические исследования показали, что титановые имплантаты имеют низкую устойчивость к износу. Износ мусора, образующихся в результате трения титановых имплантатов может вызвать воспаление и иметь токсическое воздействие на организм человека. .
В целях улучшения биологических и трибологических свойств титановых сплавов, внедрение технологии модификации поверхности для повышения биологической активности, износоустойчивости и антибактериальных свойств титановых и титановых сплавов является улучшение существующих обычных биологических материалов для удовлетворения текущих и развивающихся клинических потребностей Более экономичным и эффективным методом.
В настоящее время были приняты различные физические и химические методы для улучшения износа поверхности титанового сплава путем депонирования керамического покрытия с отличной износоустойчивости на титановой поверхности для улучшения его износа и коррозии. Широко используемые износостойкие покрытия включают алмазо-подобное углерод (DLC) и титановый нитрид (TiN).
Алмазная углеродная пленка (DLC)
Благодаря высокой твердости, отличной износостойкости, низкому коэффициенту трения и хорошей биосовместимости, алмазная углеродная пленка часто используется в качестве износостойкого покрытия на медицинских металлических имплантатах. Часть имплантатного устройства, обработанного поверхностной модификацией алмазо-подобной углеродной пленки, достигла клинического применения и имеет широкие перспективы применения в улучшении износоустойчивости и коррозионной устойчивости искусственных компонентов суставного металла.
Титан нитрид (TiN)
TiN имеет хорошую износоустойчивость и коррозионную устойчивость. Он был впервые использован в режущие инструменты, чтобы продлить срок службы. Позже выяснилось, что нитрид титана биосовместим и начал использоваться в медицинских имплантатах, таких как ортопедия и протезы. В настоящее время основными методами подготовки нитрида титана являются физическое осаждение пара (PVD), осаждение химического пара (ССЗ) и термическое распыление.
