PL239584B1 - Sposób otrzymywania porowatych powłok antybakteryjnych na powierzchni tytanu i jego stopów - Google Patents

Sposób otrzymywania porowatych powłok antybakteryjnych na powierzchni tytanu i jego stopów Download PDF

Info

Publication number
PL239584B1
PL239584B1 PL430374A PL43037419A PL239584B1 PL 239584 B1 PL239584 B1 PL 239584B1 PL 430374 A PL430374 A PL 430374A PL 43037419 A PL43037419 A PL 43037419A PL 239584 B1 PL239584 B1 PL 239584B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
titanium
mol
oxidation
plasma
concentration
Prior art date
Application number
PL430374A
Other languages
English (en)
Other versions
PL430374A1 (pl
Inventor
Wojciech Simka
Alicja Kazek-Kęsik
Katarzyna Leśniak
Original Assignee
Politechnika Slaska Im Wincent
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Slaska Im Wincent filed Critical Politechnika Slaska Im Wincent
Priority to PL430374A priority Critical patent/PL239584B1/pl
Priority to PL20460021.7T priority patent/PL3816327T3/pl
Priority to EP20460021.7A priority patent/EP3816327B8/en
Publication of PL430374A1 publication Critical patent/PL430374A1/pl
Publication of PL239584B1 publication Critical patent/PL239584B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/026Anodisation with spark discharge
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/26Anodisation of refractory metals or alloys based thereon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Prostheses (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania porowatych warstw tlenkowych na powierzchni tytanu oraz stopów tytanu metodą plazmowego utleniania elektrochemicznego, charakteryzujących się właściwościami przeciwbakteryjnymi i/lub bakteriostatycznymi na skutek utleniania w roztworach zawierających nierozpuszczalne związki srebra, miedzi i cynku tworzące zawiesinę cząstek.
Tytan i stopy tytanu znajdują zastosowanie jako długoterminowe materiały implantacyjne charakteryzujące się dobrą biokompatybilnością z tkanką kostną oraz miękką organizmu ludzkiego. Podczas procesu implantacji istnieje ryzyko wystąpienia septycznego zakażenia ludzkich tkanek. Z tego względu pacjentom podawane są środki lecznicze, w tym bakteriobójcze, takie jak antybiotyki. Jednak, ze względu na wzrastającą odporność bakterii na antybiotyki, poszukiwane są alternatywne środki pr zeciwbakteryjne. Mogą nimi być zmodyfikowane materiały implantacyjne zawierające w swoim składzie srebro lub miedź. Znane rozwiązania otrzymywania warstw zawierających w swoim składzie te związki chemiczne utworzone zostały z rozpuszczalnych związków zawierających srebro lub miedź.
Z patentu nr CN 101899700 znany jest sposób otrzymywania bioaktywnych powłok na powierzchni stopów tytanu oraz magnezu za pomocą plazmowego utleniania elektrochemicznego w kąpieli zawierającej AgNO3, czego efektem są porowate warstwy tlenkowe zawierające w swoim składzie wapń, fosfor i srebro, poprawiające bioaktywność powłok, a także ich odporność na korozję oraz zmniejszające ryzyko wystąpienia infekcji bakteryjnych spowodowanych procesami implantacji. Grubość powłoki utworzonej na powierzchni stopu tytanu wynosiła 50-85 μm, porowatość powłoki mieściła się w zakresie od 20% do 30%, a wyznaczona adhezja powłoki z podłożem wynosiła 23-40 MPa. Z patentu nr CN 108543109 znany jest sposób wytwarzania materiałów kompozytowych o właściwościach antybakteryjnych. Kompozyt składa się z ceramicznego TO2 oraz nanocząsteczek srebra na powierzchni stopu tytanu przeznaczonego do zastosowania jako implant do tkanki kostnej. Z publikacji naukowej „Antibacterial properties of Ag (or Pt) - containing calcium phosphate coatings formed by micro-arc oxidation” (W. H. Song, H. S. Ryu, S. H. Hong, „Journal of Biomedical Materials Research Part A” (88(1) (2009) 246)) znany jest sposób plazmowego utleniania elektrochemicznego z zastosowaniem kąpieli zawierającej: 0.04 mol/dm3 C3H7Na2O6P-5H2O, 0.40 mol/dm3 (CH3COO)2Ca-H2O oraz AgNO3 lub CH3COOAg w zakresie stężeń 0.00003-0.004 mol/dm3 przy napięciu 250-450 V. Z publikacji naukowej „Antibacterial titanium surfaces for medical implants” (S. Ferraris, S. Spriano, „Materials Science and Engineering” (61 (2016) 965)) znany jest sposób plazmowego utleniania elektrochemicznego z zastosowaniem kąpieli zawierającej nanocząsteczki srebra o wielkości 7-25 nm, a także zawierającej (CH3COO)2Ca oraz glicerofosforanu wapnia. Z publikacji naukowej „Fabrication of oxide layer on zirconium by micro-arc oxidation: Structural and antimicrobial characteristics” (S. Fidan, F. Muhaffel, M. Riool, G. Cempura, L. de Boer, S. A. J. Zaat, A. Czyrska-Filemonowicz, H. Cimenoglu, „Materials Science and Engineering” (71 (2017) 565)) znany jest sposób plazmowego utleniania elektrochemicznego z zastosowaniem kąpieli zawierającej Na2SiO3, NaOH and CH3COOAg. Z publikacji naukowej „Characteristics of multi-layer coatings synthesized on Ti6Al4V alloy by micro-arc oxidation in silver nitrate added electrolytes (F. Muhaffel, G. Cempura, M. Menekse, A. Czyrska-Filemonowicz, N. Karaguler, H. Cimenoglu, „Surface and Coating Technology” (307 (2016) 308)) znany jest sposób plazmowego utleniania elektrochemicznego w kąpieli zawierającej Na2HPO4, Ca(CH3COO)2-H2O oraz AgNO3 w stężeniach 0.1 g/L lub 0.4 g/dm3. Z publikacji naukowej „Corrosion Resistance and Antibacterial Properties of Ag-Containing MAO Coatings on AZ31 Magnesium Alloy Formed by Microarc Oxidation” (S. Ryu, S. H. Hong, „Journal of Electrochemical Society” (157 (2010) 131)) znany jest sposób plazmowego utleniania elektrochemicznego w kąpieli zawierającej Na2SiO3 oraz AgNO3. Z publikacji naukowej „High-current anodization: A novel strategy to functionalize titanium-based biomaterials” (C. Chang, X. Huang, Y. Liu, L. Bai, X. Yang, R. Hang, B. Tang, P. K. Chu, „Electrochimica Acta” (173 (2015) 345)) znany jest sposób plazmowego utleniania elektrochemicznego w kąpieli zawierającej 7.6 g/dm3 Na3PO4, 9.4 g/dm3 Ca(NO3)2 oraz 1.0 g/dm3 AgNO3. Z publikacji naukowej „In vitro antibacterial activity of porous TiO2-Ag composite layers against methicillin-resistant Staphylococcus ureus” (B. S. Necula, L. E. FratilaApachitei, S. A. Zaat, I. Apachitei, J. Duszczyk, „Acta Biomaterialia” (5 (2009) 3573)) znany jest sposób plazmowego utleniania elektrochemicznego w kąpieli zawierającej 0.15 mol/dm3 Ca(CH3COO)2 lub 0.02 mol/dm3 glicerofosforanu wapnia z dodatkiem 0.03 g/dm3 nanocząsteczek Ag. Z publikacji naukowej „Characteristics of multi-layer coating formed on commercially pure titanium for biomedical applications” (D. Teker, F. Muhaffel, M. Menekse, N. G. Karaguler, M. Baydogan, H. Cimenoglu, „Materials
PL 239 584 B1
Science and Engineering C” (48 (2015) 579)) znany jest sposób anodowego utleniania elektrochemicznego w kąpieli zawierającej Na2HPO4, Ca(CH3COO)2 oraz 0.0025 mol/dm3 CH3COOAg. Z publikacji naukowej „Corrosion behavior of Zn-incorporated antibacterial TO2 porous coating on titanium (X. Zhang, H. Wang, J. Li, X. He, R. Hang, X. Huang, L. Tian, B. Tang, „Ceramic International” (32 (2016) 919)) znany jest sposób anodowego utleniania elektrochemicznego z zastosowaniem kąpieli składającej się z 0.02 mol/dm3 β-glicerofosforanu sodu, 0.1 mol/dm3 Ca(CH3COO)2, 0.1 mol/dm3 Zn(CH3COO)2 oraz 6 g/dm3 nanocząsteczek Ag. Z pracy „Energy-Dispersive X-Ray Spectroscopy Mapping of Porous Coatings Obtained on Titanium by Plasma Electrolytic Oxidation in a Solution Containing Concentrated Phosphoric Acid with Copper Nitrate” (K. Rokosz, T. Hryniewicz, Ł. Dudek, A. Schutz, J. Heeg i M. Wienecke, „Advances in Materials Science” (16 (2016) 15)) znany jest sposób anodowego utleniania tytanu z kąpieli zawierającej Cu(NO3)2. W 1 litrze kąpieli może znajdować się 85% H3PO4 oraz 600 g rozpuszczonego Cu(NO3)2. Proces prowadzić można przy napięciu 450 V. Z publikacji „Catalytically active cobalt-copper-oxide layers on aluminum and titanium” (I. V. Lukiyanchuk, l. V. Chernykh, V. S. Rudnev, A. Yu Ustinov, L. M. Tyrina, P. M. Nedozorov, E. E. Dmitrieva, „Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces” (50 (2014) 209)) znany jest sposób otrzymywania warstw tlenkowych na powierzchni tytanu za pomocą metody PEO, a następnie modyfikacja otrzymanych warstw tlenkowych miedzią i kobaltem na drodze impregnacji w roztworach rozpuszczalnych soli miedzi i kobaltu. Z publikacji „Biological Activity and Antibacterial Property of Nano-structured TO2 Coating Incorporated with Cu Prepared by Micro-arc Oxidation” (W. Zhu, Z. Zhang, B. Gu, J. Sun, L Zhu, „Journal of Materials Science & Technology” (29 (2013) 237)) znany jest sposób plazmowego utleniania elektrochemicznego z zastosowaniem kąpieli zawierającej 0.05 mol/dm3 β-glicerofosforanu sodu, 0.1 mol/dm3 Ca(CH3COO)2 oraz 0.05 mol/dm3 (CH3COO)2Cu. Z publikacji „SEM, EDS and XPS Analysis of the Coatings Obtained on Titanium after Plasma Electrolytic Oxidation in Electrolytes Containing Copper Nitrate” (K. Rokosz, T. Hryniewicz, D. Matysek, S. Raaen, J. Valićek, Ł. Dudek, M. Harnićarova, „Materials” (9 (2016) 318)) znany jest sposób anodowego utleniania tytanu z kąpieli zawierającej Cu(NO3)2. W 1 litrze kąpieli może znajdować się 85% H3PO4 oraz 10-600 g rozpuszczonego CufNOih- Z publikacji „Microstructure and antibacterial properties of Cu-doped TO2 coating on titanium by micro-arc oxidation” (X. Yao, X. Zhang, H. Wu, L. Tian, Y. Ma, B. Tang, „Applied Surface Science” (292 (2014) 944)) znany jest sposób plazmowego utleniania elektrochemicznego w kąpieli zawierającej 2 g/dm3 NaOH, 15 g/dm3 NaH2PO4 oraz 3 g/dm3 nanocząsteczek Cu. Z publikacji „One step fabrication of cytocompatible micro/nano-textured surface with TO2 mesoporous arrays on titanium by high current anodization” (X. Huang, Y. Liu, H. Yu, X. Yang, Y. Wang, R. Hang, B. Tang, „Electrochimica Acta” (199 (2016) 116)) znany jest sposób anodowego utleniania elektrochemicznego z zastosowaniem kąpieli zawierającej 3.8-7.6 g/dm3 Na3PO4 oraz 1.0-8.0 g/dm3 Cu(NO3)2. Z publikacji „The dual function of Cu-doped TO2 coatings on titanium for application in percutaneous implants” (L. Zhang, J. Guo, X. Huang, Y. Zhang, Y, Han, „Journal of Materials Chemistry” (4 (2016) 3788)) znany jest sposób anodowego utleniania elektrochemicznego z zastosowaniem kąpieli zawierającej 0.02 mol/dm3 β-glicerofosforanu sodu, 0.02 mol/dm3 Ca(CH3COO)2 oraz 0.00125-0.005 mol/dm3 Cu(CH3COO)2. Z patentu nr CN103911644 znane jest plazmowe utlenianie elektrochemiczne stopów tytanu z zastosowaniem kąpieli zawierających kwas fitowy lub fitynian z dodatkiem elektrolitów takich jak bioaktywne sole wapniowe, magnezowe, cynkowe lub z dodatkiem związków organicznych takich jak kwas taninowy lub wodorotlenki. Związki chromu(Vl), fluorki oraz ortofosforany(V) nie są stosowanie podczas procesu, stąd ograniczono produkty zanieczyszczające powietrze. W wyniku procesu otrzymywane są mikroporowate struktury powłok o dobrych właściwościach przeciwbakteryjnych, dobrej bioaktywności, odporności korozyjnej i wytrzymałości na ścieranie. Z patentu nr CN1035266261 znany jest sposób otrzymywania ceramicznych membran zawierających cynk na powierzchni tytanu lub magnezu za pomocą procesu plazmowego utleniania elektrochemicznego z zastosowaniem elektrolitów zawierających rozpuszczalne związki cynku oraz wapnia, a także tytanu lub magnezu jako anody oraz stali nierdzewnej jako katody. Powstałe membrany ceramiczne zwiększają bioaktywność powierzchni tytanu lub magnezu, degradują w środowisku organizmu ludzkiego, zwiększają odporność na bakterie oraz działają korzystnie na proces wzrostu komórek w warunkach in vitro. Z publikacji „Antibacterial activity and increased bone marrow stem cell functions of Znincorporated TiO2 coatings on titanium” (H. Hu, W. Zhang, Y. Qiao, X. Jiang, X. Liu, C. Ding, „Acta Biomaterialia” (8 (2012) 904)) znane jest plazmowe utlenianie elektrochemiczne tytanu z zastosowaniem kąpieli zawierających w swoim składzie cynk. Zastosowanie znalazła kąpiel o składzie: 0.1 mol/dm3 C4H6O4Ca-H2O, 0.05 mol/dm3 C3H/Na2O6P-5H2O oraz Zn(CH3COQ)2-2H2O w zakresie stężeń 0,02-0.06 mol/dm3. Z publikacji „SEM and EDS Characterization of Porous Coatings Obtained On
PL 239 584 B1
Titanium by Plasma Electrolytic Oxidation in Electrolyte Containing Concentrated Phosphoric Acid with Zinc Nitrate” (K. Rokosz, T. Hryniewicz, K. Pietrzak, W. Malorny, „Advances in Materials Science” (17 (2017) 41)) znany jest sposób utleniania anodowego tytanu z zastosowaniem kąpieli alkalicznej zawierającej: 0.05 mol/dm3 C3H?Na2O6P-5H2O, 0.10 mol/dm3 Ca(CH3COO>H2O oraz 0.04 mol/dm3 Zn(CH3COO)2-2H2O, a także kąpieli kwaśnej zawierającej: 85% H3PO4 oraz 500 g rozpuszczonego Zn(NO3)2-6H2O. Z patentu nr CN 107376897 znany jest sposób plazmowego utleniania elektrochemicznego tytanu w elektrolicie zawierającym w swoim składzie nanocząsteczki cynku. Z publikacji „Preparation and photocatalytic performance of ZnO/WO3/TiO2 composite coatings formed by plasma electrolytic oxidation” (Q. Honglei, L. Chen, Y. Xiwen, W. Mingyue, Y. Zongcheng, „Journal of Materials Science: Materials in Electronics” (29 (2018) 2060)) znany jest sposób plazmowego utleniania elektrochemicznego tytanu w elektrolicie zawierającym w swoim składzie nanocząsteczki cynku. Z publikacji „Enhanced corrosion resistance and in-vitro biodegradation of plasma electrolytic oxidation coatings prepared on AZ91 Mg alloy using ZnO nanoparticles-incorporated electrolyte” (A. Bordbar-Khiabani, B. Yarmand, M. Mozafari, „Surface and Coatings Technology” (360 (2019) 153)) znany jest sposób plazmowego utleniania elektrochemicznego w kąpieli zawierającej 4.5 g/dm3 nanocząsteczek ZnO. Z publikacji „The effect of applied voltages on the structure, apatite-inducing ability and antibacterial ability of micro arc oxidation coating formed on titanium Surface” (Q. Du, D. Wei, Y. Wang, S. Cheng, S. Liu, Y. Zhou, D. Jia, „Bioactive Materials” (3 (2018) 426)) znany jest sposób plazmowego utleniania elektrochemicznego z zastosowaniem kąpieli składającej się z 15 g/dm3 EDTA, 8.8 g/dm3 Ca(CH3COO)2-H2O, 6.3 g/dm3 Ca(H2PO4)-H2O, 7.1 g/dm3 NaaSiOe-gHaO, 5 g/dm3 NaOH, 6 mL/dm3 H2O2 oraz 8.5 g/dm3 Zn(CH3COO)2. Z publikacji „Bactericidal activity and cytotoxicity of a zinc doped PEO titanium coating” (L. Sopchenski, K. Popat, P. Soares, „Thin Solid Films” (660 (2018) 477)) znany jest sposób anodowego utleniania elektrochemicznego w kąpieli zawierającej Ca(CH3COO)2, glicerofosforan wapnia oraz Zn(CH3COO)2. Z patentu nr PL 225226 znany jest sposób anodowego utleniania elektrochemicznego tantalu, niobu oraz cyrkonu w zawiesinie nierozpuszczalnego CaSiO3 o stężeniu 1-300 g/dm3 w temperaturze 15-50°C przy anodowej gęstości prądu 5-200 mA/cm2 oraz napięciu 100-650 V w czasie 1-60 minut. Z patentu nr PL 225227 znany jest sposób elektrochemicznego utleniania plazmowego tytanu oraz jego stopów w zawiesinie CaSiO3 o stężeniu 1-300 g/dm3 w temperaturze 15-50°C przy anodowej gęstości prądu 5-200 mA/cm2 oraz napięciu 100-650 V w czasie 1-60 minut. Z patentu nr PL 396115 znany jest sposób elektrochemicznego utleniania plazmowego tytanu oraz jego stopów w zawiesinie ZrSiO4 o stężeniu 1-100 g/dm3 z dodatkiem wodorotlenku metalu alkalicznego o stężeniu 5-100 g/dm3 w temperaturze 15-50°C przy anodowej gęstości prądu 5-500 mA/dm2 oraz napięciu 1600 V w czasie 1-30 minut. Z patentu nr PL 214630 znany jest sposób elektrochemicznego utleniania plazmowego stopów typu Ti-xNb-yZr w roztworze Ca(H2PO2)2 o stężeniu 1-150 g/dm3 lub w roztworze NaH2PO2 o stężeniu 1-250 g/dm3 w temperaturze 15-50°C przy anodowej gęstości prądu 5-5000 mA/dm2 oraz napięciu 100-650 V w czasie 1-60 minut.
Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu, który pozwoli na otrzymanie porowatych warstw tlenkowych z wbudowanymi w ich strukturę związkami o właściwościach antybakteryjnych.
Istotą wynalazku jest sposób modyfikacji powierzchni tytanu i jego stopów metodą plazmowego utleniania elektrochemicznego w kąpielach zawierających Ca(H2PO2)2 o stężeniu od 0.01 mol/dm3 do 5 mol/dm3 polega na tym, że proces prowadzony jest przy anodowej gęstości prądu od 1 mA/cm2 do 250 mA/cm2 i napięciu zaciskowym od 50 V do 600 V charakteryzuje się tym, że modyfikowany powierzchniowo element zanurza się w wodnym roztworze soli zawierającym nierozpuszczalny fosforan metalu o stężeniu od 1 do 400 g/dm3. Korzystnie w wodnym roztworze soli znajduje się fosforan(V) miedzi(li) Cu3(PCU)2 o stężeniu od 1 do 400 g/dm3. Korzystnie w wodnym roztworze soli znajduje się fosforan(V) srebra(l) Ag3PO4 o stężeniu od 1 do 400 g/dm3. Korzystnie w wodnym roztworze soli znajduje się fosforan(V) cynku Zn3(PO4)2 o stężeniu od 1 do 400 g/dm3.
Sposób, którego dotyczy wynalazek, polega na plazmowym utlenianiu elektrochemicznym tytanu i jego stopów tytanu w kąpielach zawierających związki srebra, miedzi lub cynku, w formie fosforanowej, tworzące zawiesinę. W ten sposób możliwe jest otrzymanie porowatych warstw tlenkowych z wbudowanymi w ich strukturę związkami o właściwościach antybakteryjnych w postaci cząstek. Niewielki dodatek związków chemicznych tworzących zawiesinę może stanowić jednostopniową modyfikację powierzchni tytanu oraz jego stopów. Dzięki temu istnieje szansa na wyeliminowanie konieczności podawania pacjentowi dużych dawek doustnych antybiotyków, na działanie których bakterie są coraz bar
PL 239 584 B1 dziej odporne. Wiąże się to również z mniejszą ilością skutków ubocznych, jakie występują przy podawaniu doustnym antybiotyków. Ponadto, utleniona plazmowo powierzchnia stopu tytanu jest porowata i chropowata, co sprzyja prawidłowemu zrośnięciu się implantu tytanowego z tkanką kostną.
P r z y k ł a d I
Implant tytanowy, wstępnie obrobiony mechanicznie, odtłuszczony, wytrawiony i wypłukany w wodzie demineralizowanej umieszcza się w roztworze zawierającym 0.1 mol/dm3 Ca(H2PO2)2 oraz zawiesinę 10 g/dm3 Ag3PO4. Po umieszczeniu implantu w roztworze prowadzi się proces plazmowego utleniania elektrolitycznego polaryzując go anodowo prądem o gęstości 150 mA/cm2. Proces prowadzony jest w czasie 5 minut, przy maksymalnym napięciu 300 V. Po procesie implant poddane się płukaniu w wodzie demineralizowanej i suszeniu w powietrzu, w temperaturze 45°C.
P r z y k ł a d II
Implant wykonany ze stopu Ti-13Nb-13Zr, wstępnie obrobiony mechanicznie, odtłuszczony, wytrawiony i wypłukany w wodzie demineralizowanej umieszcza się w roztworze zawierającym 0.01 mol/dm3 Ca(H2PO2)2 oraz zawiesinę 100 g/dm3 Cu3(PO4)2. Po umieszczeniu implantu w roztworze prowadzi się proces plazmowego utleniania elektrolitycznego polaryzując go anodowo prądem o gęstości 100 mA/cm2. Proces prowadzony jest w czasie 7 minut, przy maksymalnym napięciu 350 V. Po procesie implant poddane się płukaniu w wodzie demineralizowanej i suszeniu w powietrzu, w temperaturze 45°C.
P r z y k ł a d III
Implant wykonany ze stopu Ti-15Mo, wstępnie obrobiony mechanicznie, odtłuszczony, wytrawiony i wypłukany w wodzie demineralizowanej umieszcza się w roztworze zawierającym 5 mol/dm3 Ca(H2PO2)2 oraz zawiesinę 200 g/dm3 Zn3(PO4)2. Po umieszczeniu implantu w roztworze prowadzi się proces plazmowego utleniania elektrolitycznego polaryzując go anodowo prądem o gęstości 200 mA/cm2. Proces prowadzony jest w czasie 5 minut, przy maksymalnym napięciu 400 V. Po procesie implant poddane się płukaniu w wodzie demineralizowanej i suszeniu w powietrzu, w temperaturze 45°C.
Zastrzeżenia patentowe

Claims (4)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób modyfikacji powierzchni tytanu metodą plazmowego utleniania elektrochemicznego w kąpielach zawierających Ca(H2PO2)2 o stężeniu od 0.01 mol/dm3 do 5 mol/dm3 polega na tym, że proces prowadzony jest przy anodowej gęstości prądu od 1 mA/cm2 do 250 mA/cm2 i napięciu zaciskowym od 50 V do 600 V, znamienny tym, że modyfikowany powierzchniowo element zanurza się w wodnym roztworze soli zawierającym nierozpuszczalny fosforan metalu o stężeniu od 1 do 400 g/dm3.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w wodnym roztworze soli znajduje się fosforan(V) miedzi(ll) Cu3(PO4)2 o stężeniu od 1 do 400 g/dm3.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w wodnym roztworze soli znajduje się fosforan(V) srebra(l) Ag3PO4 o stężeniu od 1 do 400 g/dm3.
  4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w wodnym roztworze soli znajduje się fosforan(V) cynku Zn3(PO4)2 o stężeniu od 1 do 400 g/dm3.
PL430374A 2019-06-25 2019-06-25 Sposób otrzymywania porowatych powłok antybakteryjnych na powierzchni tytanu i jego stopów PL239584B1 (pl)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL430374A PL239584B1 (pl) 2019-06-25 2019-06-25 Sposób otrzymywania porowatych powłok antybakteryjnych na powierzchni tytanu i jego stopów
PL20460021.7T PL3816327T3 (pl) 2019-06-25 2020-05-05 Sposób otrzymywania porowatych powłok antybakteryjnych na powierzchni tytanu i jego stopów
EP20460021.7A EP3816327B8 (en) 2019-06-25 2020-05-05 The formation method of porous antibacterial coatings on titanium and titanium alloys surface

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL430374A PL239584B1 (pl) 2019-06-25 2019-06-25 Sposób otrzymywania porowatych powłok antybakteryjnych na powierzchni tytanu i jego stopów

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL430374A1 PL430374A1 (pl) 2020-07-13
PL239584B1 true PL239584B1 (pl) 2021-12-20

Family

ID=69740320

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL430374A PL239584B1 (pl) 2019-06-25 2019-06-25 Sposób otrzymywania porowatych powłok antybakteryjnych na powierzchni tytanu i jego stopów
PL20460021.7T PL3816327T3 (pl) 2019-06-25 2020-05-05 Sposób otrzymywania porowatych powłok antybakteryjnych na powierzchni tytanu i jego stopów

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL20460021.7T PL3816327T3 (pl) 2019-06-25 2020-05-05 Sposób otrzymywania porowatych powłok antybakteryjnych na powierzchni tytanu i jego stopów

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP3816327B8 (pl)
PL (2) PL239584B1 (pl)

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL128024B1 (en) 1980-06-26 1983-12-31 Ct Kt Maszyn Gorniczych Komag Mechanized roof support of high supporting capacity
PL128693B1 (en) 1980-06-26 1984-02-29 Zaklady Wytworcze Urzadzen Syg Stabilized power pack
RU2075872C1 (ru) * 1994-07-27 1997-03-20 Институт химии Дальневосточного отделения РАН Электролит для микродугового оксидирования титана и его сплавов
CN101899700B (zh) 2009-05-25 2011-12-07 佳木斯大学 镁、钛表面超声微弧氧化载银抗菌生物活性涂层制备方法
PL214630B1 (pl) 2010-03-22 2013-08-30 Politechnika Slaska Im Wincent Sposób modyfikacji warstwy wierzchniej stopów tytanu typu Ti-xNb-yZr wapniem lub wapniem i fosforem metodą elektrochemicznego utleniania plazmowego
PL214958B1 (pl) * 2010-03-22 2013-10-31 Politechnika Slaska Im Wincent Sposób modyfikacji warstwy wierzchniej tytanu i jego stopów fosforem lub wapniem i fosforem metodą elektrochemicznego utleniania plazmowego
PL396115A1 (pl) 2011-08-29 2013-03-04 Politechnika Slaska Sposób pasywacji anodowej bezwanadowych stopów tytanu typu Ti-xNb-yZr
CN102677125B (zh) * 2012-06-13 2014-12-17 西北有色金属研究院 钛及钛合金医疗器械表面活性抗菌复合涂层的制备方法
CN103526261A (zh) 2013-10-17 2014-01-22 赵全明 一种含锌微弧氧化电解液及其含锌生物陶瓷膜的制备方法
CN103911644B (zh) 2014-04-09 2016-10-05 江西科技师范大学 钛合金微弧氧化电解液及微弧氧化方法
CN107376897B (zh) 2017-06-27 2020-02-18 华南理工大学 一种含有三金属的氧化催化膜及其制备方法与应用
CN108543109B (zh) 2018-03-13 2020-09-18 淮阴工学院 低磨双重抗菌钛基纳米复合材料骨植入体及其成形方法
PL240205B1 (pl) * 2019-06-23 2022-02-28 Osteoplant Res And Development Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Sposób modyfikacji powierzchni implantów z tytanu lub stopów tytanu

Also Published As

Publication number Publication date
PL430374A1 (pl) 2020-07-13
PL3816327T3 (pl) 2024-03-18
EP3816327B1 (en) 2023-10-18
EP3816327B8 (en) 2023-12-20
EP3816327A1 (en) 2021-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rizwan et al. Surface modification of valve metals using plasma electrolytic oxidation for antibacterial applications: A review
Wu et al. Surface design of biodegradable magnesium alloys—A review
EP2371398B1 (en) Medical supplies and method of producing the same
US8545559B2 (en) Modified metal materials, surface modifications to improve cell interactions and antimicrobial properties, and methods for modifying metal surface properties
KR100910064B1 (ko) 항균성 및 생체적합성이 우수한 임플란트재료 및 그 제조방법
Fialho et al. Surface engineering of nanostructured Ta surface with incorporation of osteoconductive elements by anodization
US20210338889A1 (en) Implant with ceramic coating, method of forming an implant, and method of applying a ceramic coating
EP3757257B1 (en) The formation method of porous antibacterial coatings on titanium and titanium alloys surface
Hernández-Montes et al. Titanium dioxide coatings on magnesium alloys for biomaterials: A review
CN108939155A (zh) 一种镁基组织工程材料抗菌涂层及其制备方法
Li et al. Enhanced corrosion resistance of hydroxyapatite/magnesium-phosphate-composite-coated AZ31 alloy co-deposited by electrodeposition method
Mahmud et al. Recent developments in hydroxyapatite coating on magnesium alloys for clinical applications
Jarosz et al. Anodization of titanium alloys for biomedical applications
Peng et al. Hydrothermal growth of hydroxyapatite and ZnO bilayered nanoarrays on magnesium alloy surface with antibacterial activities
TWI532883B (zh) 具有抗菌表面之鈦或鈦合金及其製作方法
Kazek‐Kęsik et al. In vitro bioactivity investigations of T i‐15 M o alloy after electrochemical surface modification
EP2414563B1 (en) A method of surface treatment of an implant, an implant treated by said method and an electrolyte solution for use in said method
EP3816327B1 (en) The formation method of porous antibacterial coatings on titanium and titanium alloys surface
Reddy et al. Improved bioactivity and corrosion resistance of NbO containing plasma electrolytic oxidation coating on ZM21 Mg alloy
Zhao Nanosurface modification of Ti64 implant by anodic fluorine-doped alumina/titania for orthopedic application
Kim et al. Effect of surface pretreatment and pack cementation on bioactivity of titanium dental implant
Vangolu et al. Corrosion and wear performances of hydroxyapatite and boron-containing TiO2 composite coatings on Ti6Al7Nb alloy
KR20220125395A (ko) 플라즈마 전해산화 방법 및 그 방법을 위한 전해액 조성물
Sukhodub et al. Development of synthesis technologies, study of physicochemical properties of apatite-biopolymer nanostructured coatings on activated metal substrates for medical implants
Durdu Characterization and investigation of biological properties of Ag-doped TiO2 coatings fabricated on titanium