badania biomateriałów na bazie tytanu wytworzonych metodami

Piotr DEPTUŁA, Izabela RUTKOWSKA, Aleksandra TOMASZUK, Katedra Inżynierii
Materiałowej i Biomedycznej, Politechnika Białostocka, Białystok
BADANIA BIOMATERIAŁÓW NA BAZIE TYTANU
WYTWORZONYCH METODAMI METALURGII PROSZKÓW
RESEARCH OF BIOMATERIALS BASED ON TITANIU MADE BY
POWDER METALLURGY METHODS
Słowa kluczowe: biomateriały, metalurgia proszków, stopy tytanu
1. WSTĘP
Postęp medycyny związany jest z rozwojem nowych biomateriałów. Wiele prac
badawczych dotyczy najbardziej perspektywicznych stopów implantacyjnych – stopów tytanu
[1].
Stopy te posiadają szereg zalet, które decydują o szerokim ich zastosowaniu w medycynie.
Posiadają także wady, takie jak nieodpowiednie właściwości tribologiczne, toksyczne dodatki
(Al, V). Liczne prace naukowe dotyczą oprócz prób poprawy właściwości tribologicznych
także poprawy właściwości biologicznych stopów implantacyjnych. W pracy badano strukturę
i właściwości spieków tytanowych z dodatkiem srebra.
2. MATERIAŁY I METODYKA BADAŃ
2.1. Materiały
Próbki na bazie proszków tytanu (rys. 1.) wykonano w Katedrze IMiB na Wydziale
Mechanicznym PB.
2.2. Metodyka badań
Próbki Ti + 4-13% Ag, prasowane w matrycy, spiekano w piecu rurowym w atmosferze
ochronnej przez dwie godziny w temperaturze 1230°C. Próbki wypolerowano i wytrawiono.
Zgłady obserwowano pod mikroskopem konfokalnym Olympus Lext OLS4000 (rys. 1).
Składy chemiczne wykonano na skaningowym mikroskopie elektronowym Hitachi S-3000N.
Rys. 1 Mikrofotografia proszku tytanu (1000x SE) oraz mikroskop Olympus Lext OLS4000
XII Konferencja Naukowa Majówka Młodych Biomechaników im. prof. Dagmary Tejszerskiej
s. 26
3. WYNIKI
Na podstawie wykonanych zdjęć z mikroskopu konfokalnego (rys. 2) można wnioskować,
że materiały na bazie tytanu z dodatkiem srebra są niejednorodne. Widoczne są jasne miejsca
bogate w srebro i ciemniejsze zasobne w tytan. Szczególnie widoczne jest to dla próbki z
dodatkiem 13% srebra.
a)
b)
75%Ti,
94%Ti, 6%Ag
74%Ti,
35%Ti,
Rys. 2. Struktura stopu tytanu ze srebrem: a) 4%, b) 13% Ag
Wyniki badań odrębnych prac badawczych wskazują, że spieki tytanu ze srebrem posiadają
dobre właściwości biologiczne oraz lepsze niż stopy tytanu handlowe właściwości
tribologiczne (niższe współczynniki tarcia i zużycie).
3. WNIOSKI
Biorąc pod uwagę wyniki badań, także wyniki innych prac badawczych wykonanych na
Politechnice Białostockiej, można stwierdzić, że niewielkie ilości srebra dodane do tytanu nie
powodują niejednorodności struktury takich materiałów, a mogą poprawić właściwości
biologiczne i tribologiczne stopów tytanu.
LITERATURA
[1] Dąbrowski J.R., Spiekane biomateriały na bazie stopu Co-Cr-Mo, Warszawa : Oficyna
Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2004.
[2] Marciniak J., Biomateriały, Gliwice : Wydaw. Politechniki Śląskiej, 2013.
[3] Kohn D.H.: Metals in medical applications, Current Opinion in Solid State and Materials
Science, 1998: 309-316.