progresso da pesquisa na modificação da superfície de ligas biomédicas de titânio para melhorar a resistência ao desgaste

O titânio e suas ligas são os materiais metálicos mais comumente usados ​​para implantes médicos em ortopedia e aplicações odontológicas devido à sua baixa densidade, alta resistência, não toxicidade e excelente resistência à corrosão. Em comparação com o aço inoxidável tradicional e ligas à base de cobalto, as ligas de titânio têm um módulo de elasticidade mais baixo e o baixo módulo de elasticidade comprovadamente reduz o efeito de proteção contra tensões, induzindo e promovendo melhor a osseointegração. Essas vantagens o tornam mais adequado para aplicações médicas clínicas.

No entanto, o titânio e suas ligas não podem atender aos requisitos clínicos de implantes biomédicos. Estudos clínicos de longo prazo descobriram que os implantes de titânio têm baixa resistência ao desgaste. Os resíduos de desgaste gerados pela fricção dos implantes de titânio podem causar inflamação e ter efeitos tóxicos no corpo humano. .

A fim de melhorar as propriedades biológicas e tribológicas das ligas de titânio, a introdução de tecnologia de modificação de superfície para aumentar a atividade biológica, resistência ao desgaste e propriedades antibacterianas de titânio e ligas de titânio é melhorar os materiais biológicos convencionais existentes para atender às necessidades clínicas atuais e em evolução. método mais econômico e eficaz.

   Atualmente, uma variedade de métodos físicos e químicos têm sido usados ​​para melhorar o desempenho ao desgaste da superfície da liga de titânio, depositando um revestimento cerâmico com excelente resistência ao desgaste na superfície do titânio para melhorar seu desempenho ao desgaste e à corrosão. Os revestimentos resistentes ao desgaste comumente usados ​​incluem revestimentos de carbono tipo diamante (DLC) e nitreto de titânio (TiN).

  Filme de carbono tipo diamante (DLC)

  O filme de carbono tipo diamante é frequentemente usado como revestimento resistente ao desgaste em implantes de metal médico devido à sua alta dureza, excelente resistência ao desgaste, baixo coeficiente de atrito e boa biocompatibilidade. Parte do dispositivo de implante tratado com a modificação da superfície do filme de carbono semelhante a diamante alcançou aplicação clínica e tem amplas perspectivas de aplicação na melhoria da resistência ao desgaste e resistência à corrosão de componentes metálicos de juntas artificiais.

  Nitreto de titânio (TiN)

  TiN tem boa resistência ao desgaste e resistência à corrosão. Foi usado pela primeira vez em ferramentas de corte para estender sua vida útil. Posteriormente, descobriu-se que o nitreto de titânio tem biocompatibilidade e passou a ser utilizado em implantes médicos, como ortopedia e próteses. Atualmente, os principais métodos de preparação do nitreto de titânio são a deposição física a vapor (PVD), a deposição química a vapor (CVD) e a pulverização térmica.

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