badania biomateriałów na bazie tytanu wytworzonych metodami
Transkrypt
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.