Kerámia, üveg és fém-kerámia implantátumok

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Kerámia, üveg és fém-kerámia implantátumok"

Léna Mészárosné
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 Kerámia, üveg és fém-kerámia implantátumok Bagi István BME MTAT

2 Bevezetés Kerámiák csoportosítása teljesen tömör bioinert porózus bioinert teljesen tömör bioaktív oldódó

3 Definíciók Bioinert a szomszédos szövetekkel csak minimálisan lép kölcsönhatásba Bioaktív részben oldható, felületén keresztül lehetséges bizonyos fokú ionáramlás Oldódó Oldódó meghatározott idő eltelte után beleolvad a környező szövetbe

4 Implantátum anyagok Karbon Alumínium-oxid Cirkónium-oxid Bioaktív üvegek és üvegkerámiák Kalcium-foszfát kerámiák Bioaktív kompozitok

5 Karbon hatos rendszámú szén bizonyos módosulatok hexagonális rácsszerkezetűek (egyes síkokon belül erős kémiai kötések, a síkok közötti összetartó erő gyenge) izotróp módosulatok (nincs kitüntetett kristálytani orientáció) pirolítikus (szénhidrogén gázokból pirolízissel) üvegszerű (polimerek lassú hevítésével) gőzfázisból lecsapatott gőzfázisból lecsapatott (karbon elgőzölésével és lecsapatásával)

6 Alumínium-oxid (Al 2 O 3 ) Nagy nyomásszilárdság, kopásállóság, kedvező súrlódási tulajdonságok, kémiai stabilitás, bioinertség, kicsi szakító- és hajlítószilárdság, érzékeny a feszültségkoncentrációra és a túlterhelésre Felhasználás combnyak-protézisnél moduláris kiépítésben Előállítás porból izostatikus sajtolással, majd szintereléssel és hűtéssel Környezeti hatás: nedves közegben kifáradásra hajlamos

7 Cirkónium-oxid (ZrO 2 ) Alumínium-oxid kerámia alternatívája Monoklin kristályrácsú C o tetragonális >2000 C o köbös Következmény fajtérfogat változás, belső feszültségek, kiküszöbölhető ittrium-oxid adagolással Előállítás: hideg izostatikus sajtolás, szinterelés, magas hőmérsékletű izostatikus sajtolás Felhasználás: kisebb átmérőjű combnyak-fejek

8 Bioinert kerámiák tulajdonságai Merevség Szilárdság Szívósság Szerkezeti integritás

9 Bioaktív kerámiák Bioaktív üvegek és üvegkerámiák kalcium-foszfát kerámiák a fenti kerámiák és üvegek semleges fázisokkal erősített kompozitjai

10 Bioaktív üvegek és üvegkerámiák Többfajta üveg keverékéből állítják elő Használhatók tömbanyagként vagy fémhordozóra felvitt rétegként Az üvegkerámiák kristályos oxiapatitot és fluorapatitot (Ca 10 (PO 4 ) 6 (O,F 2 )), ß-Wollastonit-ot (SiO 2 -CaO) tartalmaznak egy MgO-CaO-SiO 2 mátrixban (A-W üvegkerámia). Érzékenyek a nedves közegben lejátszódó felületi reakciókra

11 Bioaktív kerámiák legfontosabb tulajdonságai szemcseméret szemcsék alakja pórusméret a pórusok alakja a pórusméret eloszlása különleges felületi rétegek tulajdonságai kristályszerkezet a jelenlévő fázisok tulajdonságai sűrűség a bevonat vastagsága felületi érdesség kémiai stabilitás a felület kémiai aktivitása

12 Bioaktív üvegek és üvegkerámiák anyagvizsgálata Kémiai módszerek atomabszorpciós spektroszkópia fizikai módszerek röntgendiffrakció elektron mikroszonda energia-diszperzív röntgenanalízis (EDX), infravörös spektroszkópia felületérzékeny módszerek (Auger-spektroszkópia, szekunder iontömeg spektroszkópia (SIMS))

13 Kalcium-foszfát kerámiák Különböző kalcium és foszfáttartalmú keramikus anyagok Apatitok - M 10 (XO 4 )Z 2, ahol M valamilyen fém (Ca, Sr, Ba, Pb vagy Cd), XO 4 általában AsO 4, VO 4, CrO 4 vagy MnO 4, az egy vegyértékű Z ionok helyébe F, OH, Br vagy C 2 egy vegyértékű ionok kerülnek. Hexagonális szerkezetű hidroxiapatit (HA) ideális sztöchiometriai képlete Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 A mesterségesen előállított hidroxiapatit hasonlít a csontok és a fogak anyagára, jó a szövetekhez való kötődése, gyenge a hő- és villamosvezető képessége, jó minőségben lehet rétegenként fémhordozóra leválasztani.

14 Kalcium-foszfát kerámiák Porózus fémfelületekre szokták leválasztani, hogy meggyorsítsák az implantátum beépülését a szervezetbe, meggátolják a fém korróziós termékeinek kiáramlását a szövetekbe. Leválasztási technikák plazmaszórás ionos porlasztás elektroforézis szinterelés

15 Bioaktív kerámia kompozitok Cél - a kiindulási komponensek jó tulajdonságait megtartó új anyag előállítása Például bioaktív üvegek - alacsony szilárdság, szívósság (biológiai tulajdonság javítása a mechanikai tulajdonságok rovására) Bioaktív üveg rozsdamentes acélerősítéssel - megfelelő szilárdság és nagyságrendekkel jobb szívósság Hőkezeléssel második fázis létrehozása

Hasonló dokumentumok

Kerámia, üveg és fém-kerámia implantátumok. BME Anyagtudomány és Technológia Tsz.

Kerámia, üveg és fém-kerámia implantátumok BME Anyagtudomány és Technológia Tsz. Bevezetés A kerámiákat régóta használja az orvostechnika implantátumanyagként, elsõsorban bioinert tulajdonságaik, kopásállóságuk