耐摩耗性を改善するための生物医学的チタン合金の表面改質に関する研究の進歩

チタンとその合金は、密度が低く、強度が高く、毒性がなく、耐食性に優れているため、整形外科や歯科用途の医療用インプラントに最も一般的に使用されている金属材料です。従来のステンレス鋼やコバルト基合金と比較して、チタン合金は弾性率が低く、弾性率が低いと応力遮蔽効果が低下し、オッセオインテグレーションの誘導と促進が向上することが証明されています。これらの利点により、臨床医療アプリケーションにより適しています。

ただし、チタンとその合金は、生物医学的インプラントの臨床要件を満たすことができません。長期的な臨床研究では、チタンインプラントの耐摩耗性が低いことがわかっています。チタンインプラントの摩擦によって発生する摩耗粉は、炎症を引き起こし、人体に毒性を及ぼす可能性があります。。

チタン合金の生物学的およびトライボロジー特性を改善するために、チタンおよびチタン合金の生物学的活性、耐摩耗性および抗菌特性を強化する表面改質技術の導入は、現在および進化する臨床ニーズを満たすために既存の従来の生物学的材料を改善することです。より経済的で効果的な方法。

   現在、チタン合金表面の耐摩耗性に優れたセラミックコーティングを堆積させて耐摩耗性と耐食性を向上させることにより、チタン合金表面の摩耗性能を向上させるために様々な物理的および化学的方法が使用されてきた。一般的に使用される耐摩耗性コーティングには、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)および窒化チタン(TiN)コーティングが含まれます。

  ダイヤモンドライクカーボンフィルム(DLC)

  ダイヤモンドライクカーボンフィルムは、硬度が高く、耐摩耗性に優れ、摩擦係数が低く、生体適合性が高いため、医療用金属インプラントの耐摩耗性コーティングとしてよく使用されます。ダイヤモンドライクカーボンフィルムの表面改質で処理されたインプラントデバイスの一部は、臨床応用を達成しており、人工関節金属部品の耐摩耗性と耐食性を改善する上で幅広い応用の見通しがあります。

  窒化チタン(TiN)

  TiNは耐摩耗性と耐食性に優れています。それはその耐用年数を延ばすために切削工具で最初に使用されました。その後、窒化チタンには生体適合性があることが発見され、整形外科や義歯などの医療用インプラントに使用されるようになりました。現在、窒化チタンの主な製造方法は、物理蒸着(PVD)、化学蒸着(CVD)、溶射です。