avanzamento della ricerca sulla modifica della superficie delle leghe di titanio biomedicali per migliorare la resistenza all'usura

Il titanio e le sue leghe sono i materiali metallici più comunemente usati per impianti medici in ortopedia e applicazioni dentali a causa della loro bassa densità, alta resistenza, atossicità ed eccellente resistenza alla corrosione. Rispetto ai tradizionali acciai inossidabili e alle leghe a base di cobalto, le leghe di titanio hanno un modulo elastico inferiore e il modulo elastico basso ha dimostrato di ridurre l'effetto di schermatura delle sollecitazioni, inducendo e promuovendo così meglio l'osteointegrazione. Questi vantaggi lo rendono più adatto per applicazioni mediche cliniche.

Tuttavia, il titanio e le sue leghe non possono soddisfare i requisiti clinici degli impianti biomedicali. Studi clinici a lungo termine hanno scoperto che gli impianti in titanio hanno una scarsa resistenza all'usura. I detriti di usura generati dall'attrito degli impianti in titanio possono causare infiammazioni e avere effetti tossici sul corpo umano. .

Al fine di migliorare le proprietà biologiche e tribologiche delle leghe di titanio, l'introduzione della tecnologia di modifica della superficie per migliorare l'attività biologica, la resistenza all'usura e le proprietà antibatteriche del titanio e delle leghe di titanio mira a migliorare i materiali biologici convenzionali esistenti per soddisfare le esigenze cliniche attuali e in evoluzione. metodo più economico ed efficace.

   Attualmente, una varietà di metodi fisici e chimici sono stati utilizzati per migliorare le prestazioni di usura della superficie della lega di titanio, depositando un rivestimento ceramico con un'eccellente resistenza all'usura sulla superficie del titanio per migliorare le sue prestazioni di usura e corrosione. I rivestimenti resistenti all'usura comunemente usati includono i rivestimenti in carbonio simile al diamante (DLC) e nitruro di titanio (TiN).

  Film di carbonio simile al diamante (DLC)

  La pellicola di carbonio simile al diamante viene spesso utilizzata come rivestimento resistente all'usura su impianti metallici medici grazie alla sua elevata durezza, eccellente resistenza all'usura, basso coefficiente di attrito e buona biocompatibilità. Parte del dispositivo implantare trattato con la modifica della superficie del film di carbonio simile al diamante ha ottenuto un'applicazione clinica e ha ampie prospettive di applicazione per migliorare la resistenza all'usura e alla corrosione dei componenti metallici delle articolazioni artificiali.

  Nitruro di titanio (TiN)

  Il TiN ha una buona resistenza all'usura e alla corrosione. È stato utilizzato per la prima volta negli utensili da taglio per prolungarne la durata. Successivamente, è stato scoperto che il nitruro di titanio ha biocompatibilità e ha iniziato ad essere utilizzato negli impianti medici, come ortopedia e protesi. Attualmente, i metodi principali per la preparazione del nitruro di titanio sono la deposizione fisica da vapore (PVD), la deposizione chimica da vapore (CVD) e la spruzzatura termica.