RU2361622C1 - Способ получения биопокрытия на имплантатах из титана и его сплавов - Google Patents
Способ получения биопокрытия на имплантатах из титана и его сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2361622C1 RU2361622C1 RU2008113974/15A RU2008113974A RU2361622C1 RU 2361622 C1 RU2361622 C1 RU 2361622C1 RU 2008113974/15 A RU2008113974/15 A RU 2008113974/15A RU 2008113974 A RU2008113974 A RU 2008113974A RU 2361622 C1 RU2361622 C1 RU 2361622C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloys
- implants
- electrochemical
- degreasing
- titan
- Prior art date
Links
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к получению биосовместимого покрытия на имплантатах из титана и его сплавов, и может использоваться в стоматологии, травматологии, ортопедии. В способе биосовместимое покрытие на имплантатах формируется электрохимическим оксидированием, совмещенным с электрохимическим обезжириванием, в электролите концентрацией 200 г/л H2SO4, 5 г/л сульфонола и 15 г/л Na2SiO3 в дистиллированной воде при анодной плотности тока 1,8-2,4 А/дм2, напряжении 25-100 В, температуре 40-60°С и продолжительности 10-12 мин. Способ позволяет упростить получение биосовместимого покрытия на имплантатах из титана и его сплавов, исключая, как отдельную операцию, очистку их поверхности перед формированием покрытия.
Description
Изобретение относится к медицинской технике и может использоваться при получении биопокрытий на имплантатах из титана и его сплавов для стоматологии, травматологии, ортопедии.
Создание биосовместимых электрохимических покрытий на имплантатах требует предварительной подготовки их поверхности путем очистки от жировых загрязняющих пленок, ухудшающих контактирование электролита с обрабатываемым металлом и способствующих развитию патогенной микрофлоры в зоне имплантации. Указанные явления часто приводят к снижению качества покрытия, возникновению воспалительных процессов в окружающих имплантат тканях с ухудшением остеоинтеграции и отторжением имплантата. Очистка металлической поверхности от жировых пленок применяется как самостоятельный метод подготовки изделий перед нанесением покрытий, включающий способы щелочного, химического и электрохимического обезжиривания в специальных моющих электролитах [1]. Проведение отдельной очистки поверхности с последующим отдельным нанесением на нее покрытия требует использования разных технических устройств и электролитов, что сопровождается высокими трудоемкостью, энергоемкостью, низкой экономической эффективностью производства, а также сложностью технологии нанесения покрытия. Объединение процессов очистки и оксидирования имплантатов в одну технологическую операцию может значительно упростить формирование покрытия. Для этого необходимо использовать электролиты, обеспечивающие совмещенное электрохимическое действие - очистку и оксидирование. Составы известных моющих электролитов, предназначенных для очистки металлических поверхностей, не могут обеспечить получение покрытий на имплантатах и не позволяют осуществлять их совмещенную очистку обезжириванием и электрохимическое оксидирование. Составы существующих электролитов оксидирования, в свою очередь, не могут обеспечить обезжиривание поверхности имплантатов [2-4]. Авторам известно только последовательное использование каждой из указанных операций.
Ближайшим аналогом, по мнению авторов, является способ формирования биоактивного покрытия на имплантат, включающий предварительную очистку поверхности имплантата и, как отдельную операцию, нанесение покрытия методом электрохимического оксидирования имплантата в растворах биоактивных веществ [5]. Недостатком способа является отсутствие в составе электролита оксидирования компонентов для обезжиривания. Поэтому данный способ не позволяет осуществлять совмещенный процесс оксидирования и обезжиривания имплантатов.
Задачей изобретения является упрощение получения оксидного биопокрытия на имплантатах из титана и его сплавов за счет совмещения электрохимических процессов очистки обезжириванием и оксидирования имплантатов в одной технологической операции.
Поставленная задача достигается путем использования электролита, содержащего 200 г/л H2SO4, 5 г/л сульфонола и 15 г/л Na2SiO3. Указанный электролит включает растворы окисляющих и обезжиривающих компонентов в дистиллированной воде и позволяет формировать покрытия на имплантатах без отдельно проводимой очистки их поверхности.
Сущность изобретения заключается в том, что в электролите для электрохимического обезжиривания и оксидирования, содержащем 200 г/л Н2SO4, 5 г/л сульфонола и 15 г/л Na2SiO3 в дистиллированной воде, проводят обработку имплантата без предварительной очистки его поверхности. Через электролит с температурой 40-60°С пропускают постоянный электрический ток анодной плотностью 1,8-2,4 А/дм2, напряжением 25-100 В и проводят обработку в течение 10-12 мин. При этом происходит уменьшение поверхностного натяжения жирового слоя и адсорбционное вытеснение его частиц с поверхности имплантата за счет присутствия в электролите компонентов для обезжиривания. На участках поверхности без частиц жира образуются оксиды титана при взаимодействии электролита с металлом, которые по мере своего роста вытесняют крупные фрагменты жировой загрязняющей пленки с обрабатываемой поверхности. В результате происходит очистка обезжириванием, совмещенная с анодированием имплантата, создается титанооксидное покрытие, обладающее высокой биосовместимостью и механической прочностью.
Пример. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом: берут имплантат из титана и его сплавов с шероховатой поверхностью и помещают его в электролизер с электролитом концентрацией 200 г/л H2SO4, 5 г/л сульфонола и 15 г/л Nа2SiO3 в дистиллированной воде. Имплантат подсоединяется в качестве анода, противоэлектродом служит титановый катод. Электролит нагревается до температуры 50°С, затем через него пропускается постоянный электрический ток анодной плотностью 1,8 А/дм2 и напряжением 50 В. Процесс совмещенного обезжиривания и оксидирования проводится в течение 10 мин. В результате получается оксидное покрытие с высоким уровнем показателей биосовместимости, а именно суммарной открытой пористостью 30-35%, размером открытых пор 15-20 мкм, толщиной 20-30 мкм, адгезией 25-27 МПа, способствующими эффективной адаптации покрытия к окружающей костной ткани и прочному закреплению оксидированного имплантата в организме. Значения данных показателей биопокрытия аналогичны значениям показателей покрытия, полученного путем проведения отдельных электрохимических операций обезжиривания и оксидирования.
Качество очистки поверхности при совмещенном обезжиривании и оксидировании имплантата определялось с помощью лазерного микроспектрального анализа путем выявления содержания на обработанной поверхности уровня углерода. При совмещенном электрохимическом обезжиривании и оксидировании имплантата из титана ВТ1-0 получается биопокрытие с уровнем содержания углерода 0,1%, что всего на 0,03% превышает уровень естественного содержания углерода в титане, составляющий 0,07%. В биопокрытии на титане ВТ1-00 наличие углерода соответствует уровню 0,09% при естественном содержании примесного углерода 0,05%. Указанное содержание углерода свидетельствует об эффективности электрохимического обезжиривания титанового имплантата, совмещенного с его электрохимическим оксидированием, и полноте удаления жировой загрязняющей пленки с обрабатываемой поверхности.
Положительный эффект (снижение трудоемкости формирования покрытия, технологическая простота) достигается за счет объединения в одной технологической операции двух электрохимических процессов - очистки поверхности имплантата обезжириванием и получения покрытия на нем оксидированием, что дает возможность использовать в техпроцессе один и тот же электролизер и один и тот же электролит, исключить такие вспомогательные операции как промывку имплантатов, а также вторичные загрузку и выгрузку имплантатов из электролизера, в результате чего происходит экономия производственного времени, электролита и электроэнергии, не требуется дополнительное оборудование для техпроцесса. Все это позволяет значительно упростить процесс получения оксидного биопокрытия на имплантатах, существенно уменьшить его трудоемкость и повысить экономичность.
Источники информации
1. Грилихес С.Я. Обезжиривание, травление и полирование металлов. - Л.: Машиностроение, 1983, 102 с.
2. Патент РФ №2159094, 2000. Способ нанесения покрытия на имплантат из титана и его сплавов.
3. Патент РФ №2154463, 2000. Покрытие на имплантат из титана и его сплавов и способ его нанесения.
4. Патент РФ №2192892, 2002. Способ создания биосовместимой поверхности на имплантатах из титана и его сплавов.
5. Патент РФ №2194536, 2002. Способ формирования биоактивного покрытия на имплантат.
Claims (1)
- Способ получения биопокрытия на имплантатах из титана и его сплавов, включающий очистку поверхности имплантатов и формирование покрытия, отличающийся тем, что очистку поверхности электрохимическим обезжириванием и формирование покрытия электрохимическим оксидированием осуществляют в электролите, содержащем 200 г/л H2SO4, 5 г/л сульфонола и 15 г/л Na2SiO3 в дистиллированной воде.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008113974/15A RU2361622C1 (ru) | 2008-04-09 | 2008-04-09 | Способ получения биопокрытия на имплантатах из титана и его сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008113974/15A RU2361622C1 (ru) | 2008-04-09 | 2008-04-09 | Способ получения биопокрытия на имплантатах из титана и его сплавов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2361622C1 true RU2361622C1 (ru) | 2009-07-20 |
Family
ID=41047012
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008113974/15A RU2361622C1 (ru) | 2008-04-09 | 2008-04-09 | Способ получения биопокрытия на имплантатах из титана и его сплавов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2361622C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2603717C1 (ru) * | 2015-10-13 | 2016-11-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | СПОСОБ ОЦЕНКИ БИОИНЕРТНОСТИ МЕДИЦИНСКИХ ИМПЛАНТОВ in vivo |
RU2669402C1 (ru) * | 2017-12-25 | 2018-10-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Способ формирования серебросодержащего биосовместимого покрытия на титановых имплантатах |
-
2008
- 2008-04-09 RU RU2008113974/15A patent/RU2361622C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2603717C1 (ru) * | 2015-10-13 | 2016-11-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | СПОСОБ ОЦЕНКИ БИОИНЕРТНОСТИ МЕДИЦИНСКИХ ИМПЛАНТОВ in vivo |
RU2669402C1 (ru) * | 2017-12-25 | 2018-10-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Способ формирования серебросодержащего биосовместимого покрытия на титановых имплантатах |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kar et al. | Electrodeposition of hydroxyapatite onto nanotubular TiO2 for implant applications | |
Song et al. | Surface characteristics and bioactivity of oxide films formed by anodic spark oxidation on titanium in different electrolytes | |
Sowa et al. | Modification of tantalum surface via plasma electrolytic oxidation in silicate solutions | |
Gnedenkov et al. | Hydroxyapatite-containing PEO-coating design for biodegradable Mg-0.8 Ca alloy: Formation and corrosion behaviour | |
Sowa et al. | Surface characterisation and corrosion behaviour of niobium treated in a Ca-and P-containing solution under sparking conditions | |
CN101570874B (zh) | 原位生成含TiO2/HA/CaCO3梯度膜层的方法 | |
JP2011500970A (ja) | 生物活性コーティングを形成する方法 | |
KR20100129181A (ko) | 생체 분해성 스텐트 및 이의 제조 방법 | |
KR102164732B1 (ko) | 양극산화처리된 티타늄 장치 및 관련 방법 | |
JP4457230B2 (ja) | 医用インプラント材の表面処理方法 | |
JP6130301B2 (ja) | 金属処理 | |
Lim et al. | Corrosion phenomena of PEO-treated films formed in solution containing Mn, Mg, and Si ions | |
Jain et al. | Surface characterization, shear strength, and bioactivity of anodized titanium prepared in mixed-acid electrolytes | |
Michalska et al. | Incorporation of Ca ions into anodic oxide coatings on the Ti-13Nb-13Zr alloy by plasma electrolytic oxidation | |
JP4883603B2 (ja) | 骨代替材料の製造方法 | |
RU2361622C1 (ru) | Способ получения биопокрытия на имплантатах из титана и его сплавов | |
FR2938271A1 (fr) | Procede d'electrodeposition de revetements phosphocalciques sur substrats metalliques, revetements obtenus et materiels implantables comportant de tels revetements | |
TWI462757B (zh) | 鈦人工植體表面處理方法 | |
CN1490058A (zh) | 一种生物活性钛及钛合金硬组织植入材料的制备方法 | |
JPH0731627A (ja) | インプラントとその製造方法 | |
KR102056844B1 (ko) | 전해질 조성물과 그 조성물을 이용하는 플라즈마 전해 산화 공정이 포함된 임플란트 제조방법 | |
KR20170023799A (ko) | 생물부식성 임플란트의 표면 처리 방법 | |
WO2015186388A1 (ja) | インプラントとその製造方法 | |
KR20200104121A (ko) | 전기화학적 처리에 의한 이중기능표면이 구현된 치과용 임플란트와 이의 제조방법 | |
RU2386454C1 (ru) | Биопокрытие на имплантат из титана и его сплавов и способ его получения |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150410 |