Výzkum a vývoj přípravy a hodnocení anodické vrstvy na titanové slitině Ti6Al4V

0458009 - FGÚ 2017 RIV CZ cze J - Článek v odborném periodiku
Gabor, R. - Vlčková, I. - Malaník, K. - Michenka, V. - Marvan, J. - Doubková, Martina - Pařízek, Martin - Bačáková, Lucie
Výzkum a vývoj přípravy a hodnocení anodické vrstvy na titanové slitině Ti6Al4V.
[Research and Development of Preparation and Evaluation of Anodic Layer
on Titanium Alloy Ti6Al4V.]
Hutnické listy. Roč. 68, č. 6 (2015), s. 84-92. ISSN 0018-8069
Grant CEP: GA TA ČR(CZ) TA04011214
Institucionální podpora: RVO:67985823
Klíčová slova: anodic oxidation * electrochemical process * electrolyte * surface modification * Ti6Al4V alloy * oxide layer * mechanical pretreatment
Kód oboru RIV: EI - Biotechnologie a bionika

Modifikace fyzikálně chemických vlastností povrchu dentálních, ortopedických a traumatologických implantátů je dlouhodobým předmětem výzkumu s potřebným aplikačním významem. Titan a titanové slitiny zejména především slitina Ti6Al4V patři i přes své nevyhovující tribologické vlastnosti v klinické praxi k nejčastěji využívaným biomateriálům.
Aplikace elektrochemické anodizace v galvanostatickém módu umožňuje připravit v alkalickém elektrolytu
oxidickou vrstvu o tloušťce 0,5 až 5 μm. K dosažení oxidické vrstvy s požadovaným chemickým složením, mechanickými vlastnostmi a biokompatibilitou během procesu anodické oxidace je vedle složení elektrolytu
a elektrochemických procesních podmínek důležitá také povrchová předúprava. Připravené povrchy byly hodnoceny pomocí skenovacího elektronového mikroskopu s připojeným mikroanalytickým systémem, profilometrem, kohezně adhezním testem (Mercedes test), nanoindentačním testem a rovněž v kulturách lidských kostních buněk linie Saos-2 a lidských mesenchymálních kmenových buněk kostní dřeně. Bylo zjištěno, že nově vyvíjené povrchové modifikace slitiny Ti6Al4V podpořily adhezi a růst uvedených buněčných typů zhruba v obdobném rozsahu jako standardní kultivační materiály, tj. polystyrénové misky či mikroskopická krycí skla. Osteogenní diferenciace buněk, měřená produkcí kolagenu I a osteokalcinu, byla však vyšší na anodizovaných vzorcích slitiny Ti6Al4V


Modification of the physico-chemical surface properties of the dental, orthopaedic and trauma implants is a longterm subject of research with the necessary application importance. Titanium and titanium alloys, especially Ti6Al4V alloy, belong despite their unsatisfactory tribological properties in clinical practice to the most frequently used biomaterials. Application of electrochemical anodizing in galvanostatic mode makes it possible to prepare oxide layer of thickness from 0.5 to 5 μm in alkaline electrolyte. Surface preliminary treatment is also important, in addition to the electrolyte composition and electrochemical process conditions, for achievement of the oxide layer with the desired chemical composition, mechanical properties and biocompatibility during the anodic oxidation process.
It was found that the newly developer surface modifications of Ti6Al4V alloy support the adhesion, growth and osteogenic differentiation (measured by production of collagen I and osteocalcin) of the mentioned cellular types minimally in a similar extent as the standard culture materials, i.e. polystyrene dishes or microscope cover glasses


Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0258326