Книга: Сарока Д. И., Киселев М. Г., Макаренко М. В. «Модификация поверхности титановых имплантатов и ее влияние на их физико-химические и биомеханические параметры в биологических средах»

В монографии обобщен опыт, накопленный в ГНУ Институт порошковой металлургии и связанный с разработкой материалов и конструкций дентальных и ортопедических имплантатов, методов повышения их функциональных характеристик и исследованиями этих характеристик in vitro и in vivo. В монографии также представлены результаты выполнения совместно ГНУ ИПМ, ИБОХ НАН Беларуси и БНТУ в 2006–2010 гг. НИР в рамках задания 4. 06 ГКПНИ «Механика» (подпрограмма «Биомеханика»).
Проведен анализ влияния состояния поверхности титановых имплантатов на их взаимодействие со средами организма. Разработаны методы исследования формирования остеоинтегрированного контакта имплантата и коррозионной стойкости образцов титановых имплантатов. Получены результаты о благоприятном влиянии текстурированной структуры поверхности имплантата, полученной струйно-абразивной обработкой, на репаративные процессы в костной ткани в плане ускорения и степени регенерации, а также полноты интеграции имплантата с костной тканью.
Издание предназначено для научных работников, исследователей, специалистов производства, студентов вузов, магистрантов, аспирантов, проходящих обучение по специальностям «Хирургия», «Стоматология», «Медицинские приборы и биотехнические системы» и близким им.

Содержание:

Введение...... 3 Глава 1. Металлы и сплавы...... 6 1. 1. История и общие принципы использования металлов в имплантатах...... 6 1. 2. Коррозионно-стойкие стали...... 10 1. 3. Сплавы на основе кобальта...... 14 1. 4. Титановые сплавы...... 16 1. 5. Роль шероховатости и пористости в металлических имплантатах...... 20 1. 6. Имплантаты с повышенным комплексом свойств...... 32 1. 7. Технология SLS (Selective Laser Sintering) в производстве имплантатов...... 34 Глава 2. Влияние параметров и состояния поверхности металлических имплантатов на их взаимодействие со средами организма...... 38 2. 1. Влияние макроструктуры поверхности...... 38 2. 2. Влияние состава поверхности на адсорбцию клеток...... 43 2. 3. Влияние вида, состава и происхождения оксидного слоя на поверхности титана на его поведение в организме...... 45 2. 4. Влияние биоактивных и микропористых покрытий...... 59 2. 5. Анализ влияния механической, электрохимической, вакуумной, струйно-абразивной, ультразвуковой и электроэрозионной обработки на состояние поверхности обрабатываемых материалов...... 75 Глава 3. Методики и материалы исследований...... 86 3. 1. Методы и средства исследования состояния поверхности образцов титановых имплантатов...... 86 3. 2. Исследование влияния вида обработки на адсорбционные свойства поверхности образцов...... 90 3. 2. 1. Исследование адсорбционных свойств поверхности методом р. в. э...... 90 3. 2. 2. Методика исследования адсорбции поверхностью образцов имплантатов белков плазмы крови...... 94 3. 2. 3. Методика исследования адсорбции белков на титановых поверхностях с применением радиоактивно меченных белков...... 97 3. 3. Исследование смачивания поверхности методом лежащей капли...... 98 3. 4. Исследование удержания образцов в имитаторе костной ткани in vitro...... 100 3. 5. Методы и средства исследования коррозионной стойкости образцов титановых имплантатов...... 101 3. 6. Методика исследования фрагментов пористых имплантатов с костными тканями с использованием сканирующей электронной микроскопии...... 104 Глава 4. Исследование влияния параметров технологии ультразвуковой обработки поверхности образцов на их физико-механические свойства...... 111 4. 1. Современные устройства и методики ультразвуковой обработки...... 111 4. 2. Исследование влияния параметров технологии на свойства образцов, модифицированных различными методами...... 123 4. 2. 1. Методика оценки влияния параметров УЗ обработки на свойства образцов титановых имплантатов...... 123 4. 2. 2. Исследование влияния акустических параметров на свой- ства образцов титановых имплантатов при их ультразвуковой доводке свободным абразивом...... 126 4. 2. 3. Исследование влияния технологических параметров на свойства образцов титановых имплантатов при их ультразвуковой доводке свободным абразивом...... 129 4. 2. 4. Анализ результатов исследований к рекомендации по оптимизации процесса ультразвуковой доводки свободным абразивом титановых имплантатов...... 133 4. 3. Результаты экспериментальных исследований...... 136 4. 3. 1. Исследование свойств поверхности образцов после различных режимов УЗК обработки...... 136 4. 3. 2. Экспериментальные исследования оценки адсорбционной способности...... 138 4. 3. 3. Экспериментальные исследования смачиваемости...... 140 4. 3. 4. Исследования адсорбции белков на титановых поверхностях с применением радиоактивно меченных белков...... 143 Глава 5. Исследование биомеханических свойств образцов имплантатов при разном состоянии их поверхности на модельных биологических средах, лабораторных животных...... 146 5. 1. Методика совмещенной УЗО и ЭЭО образцов...... 146 5. 2. Методика исследования адсорбции белков на титановых поверхностях с применением радиоактивно меченных белков...... 147 5. 3. Результаты экспериментальных исследований...... 148 5. 3. 1. Физико-механические характеристики образцов...... 148 5. 3. 2. Исследование взаимодействия образцов с биологическими средами...... 152 Глава 6. Исследование влияния вида обработки на свойства поверхности титановых образцов...... 160 6. 1. Материал и образцы, применяемые для исследования...... 160 6. 2. Исследование влияния вида обработки на адсорбционные свойства поверхности образцов...... 166 6. 3. Исследование влияния вида обработки на механические свойства поверхности...... 173 6. 4. Исследование влияния человеческого сывороточного альбумина на активность поверхности образцов титановых имплантатов методами КРП...... 178 6. 5. Экспериментальные исследования коррозионной стойкости...... 186 6. 6. Исследования формирования остеоинтегрированного контакта имплантата...... 189 6. 6. 1. Результаты исследований...... 190 Глава 7. Исследование влияния состояния поверхности титановых имплантатов на реакцию биологических сред: гипотеза и эксперимент...... 197 Заключение...... 217 Литература...... 228

Издательство: "Белорусская наука" (2012)

ISBN: 9789850813794