Учёные ТГУ выяснили, как нагрев меняет поверхность сплава для имплантатов
Нагрев никелида титана меняет состав, рельеф и структуру его защитного слоя. Полученные данные помогут выбирать режимы обработки материалов для медицинских имплантатов.
Источник: ТГУ
МОСКВА, 18 августа /Новости науки/. Учёные определили, как температура нагрева меняет поверхность никелида титана. Об этом сообщили в Томском государственном университете.
Результаты помогут создавать предсказуемый и устойчивый поверхностный слой на медицинских изделиях. Именно он непосредственно контактирует с тканями и жидкостями организма, влияет на коррозионную стойкость материала и выход ионов никеля.
«Можно было бы ожидать, что чем больше оксида образуется на поверхности, тем лучше будет защитный эффект. Но наши результаты показывают более сложную картину: важна не только степень окисления, но и то, как устроен сформировавшийся слой», — рассказала младший научный сотрудник лаборатории медицинского материаловедения ТГУ Елена Большевич.
Исследователи ТГУ и Университета Токай в Японии нагревали образцы литого никелида титана на воздухе при температурах от 300 до 500 градусов Цельсия в течение часа. Затем учёные изучили поверхность с помощью электронной и атомно-силовой микроскопии, энергодисперсионного анализа и рамановской спектроскопии.
С повышением температуры содержание кислорода в поверхностном слое увеличилось примерно с 1 до 17 атомных процентов. Однако рельеф изменялся нелинейно: при одних режимах поверхность сглаживалась, а при более сильном окислении на ней формировался выраженный и неоднородный слой.
Нагрев также влиял на соотношение двух форм диоксида титана — анатаза и рутила. При 450–500 градусах рутил начинал преобладать, а химический и фазовый состав поверхности становился более однородным. Поэтому выбирать режим обработки только по толщине или степени окисления нельзя: необходимо одновременно учитывать рельеф, состав и распределение фаз.
Никелид титана применяют в стентах, ортодонтических дугах и других медицинских конструкциях. Благодаря сверхэластичности и эффекту памяти формы материал может деформироваться под нагрузкой, а затем восстанавливать заданную форму.
Работа описывает свойства поверхности материала, но ещё не представляет испытание готовых имплантатов в организме. Полученные закономерности создают основу для выбора режимов обработки и последующей проверки коррозионной и биологической стойкости изделий. Статья опубликована в журнале Surfaces and Interfaces.
Результаты помогут создавать предсказуемый и устойчивый поверхностный слой на медицинских изделиях. Именно он непосредственно контактирует с тканями и жидкостями организма, влияет на коррозионную стойкость материала и выход ионов никеля.
«Можно было бы ожидать, что чем больше оксида образуется на поверхности, тем лучше будет защитный эффект. Но наши результаты показывают более сложную картину: важна не только степень окисления, но и то, как устроен сформировавшийся слой», — рассказала младший научный сотрудник лаборатории медицинского материаловедения ТГУ Елена Большевич.
Исследователи ТГУ и Университета Токай в Японии нагревали образцы литого никелида титана на воздухе при температурах от 300 до 500 градусов Цельсия в течение часа. Затем учёные изучили поверхность с помощью электронной и атомно-силовой микроскопии, энергодисперсионного анализа и рамановской спектроскопии.
С повышением температуры содержание кислорода в поверхностном слое увеличилось примерно с 1 до 17 атомных процентов. Однако рельеф изменялся нелинейно: при одних режимах поверхность сглаживалась, а при более сильном окислении на ней формировался выраженный и неоднородный слой.
Нагрев также влиял на соотношение двух форм диоксида титана — анатаза и рутила. При 450–500 градусах рутил начинал преобладать, а химический и фазовый состав поверхности становился более однородным. Поэтому выбирать режим обработки только по толщине или степени окисления нельзя: необходимо одновременно учитывать рельеф, состав и распределение фаз.
Никелид титана применяют в стентах, ортодонтических дугах и других медицинских конструкциях. Благодаря сверхэластичности и эффекту памяти формы материал может деформироваться под нагрузкой, а затем восстанавливать заданную форму.
Работа описывает свойства поверхности материала, но ещё не представляет испытание готовых имплантатов в организме. Полученные закономерности создают основу для выбора режимов обработки и последующей проверки коррозионной и биологической стойкости изделий. Статья опубликована в журнале Surfaces and Interfaces.
