Titán alapú biokompatibilis vékonyrétegek: előállítása és vizsgálata



Hasonló dokumentumok
Amorf/nanoszerkezetű felületi réteg létrehozása lézersugaras felületkezeléssel

Polimer nanokompozitok

A felület vizsgálata mikrokeménységméréssel

KIEMELKEDŐ EREDMÉNYEK MTA TTK MŰSZAKI FIZIKAI ÉS ANYAGTUDOMÁNYI INTÉZET

Szilícium karbid nanokristályok előállítása és jellemzése - Munkabeszámoló -

ALKÍMIA MA Az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával.

Anyagfelvitellel járó felületi technológiák 2. rész

A legforróbb munkahelyek acélkohók és öntödék

Magyar Anita okl. anyagmérnök

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

DOKTORI ÉRTEKEZÉS NANOSZERKEZETŰ KERÁMIA KOMPOZITOK ALKALMAZÁS KÖZPONTÚ ELŐÁLLÍTÁSA ÉS VIZSGÁLATA BALÁZSI CSABA. MTA Természettudományi Kutatóközpont

TUDOMÁNY és MAGYARSÁG 2.

Grafén nanoszerkezetek

MŰANYAGOK ALKALMAZÁSA


MŰANYAGOK TULAJDONSÁGAI

a) b) 1. Ábra. Porlasztó. a) reális fotó, b) sematikius ábra.

Lebomló polietilén csomagolófóliák kifejlesztése

NÖVÉNYÉLETTAN. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Deformáció hatása a hidrogéntárolás tulajdonságaira Mg-alapú amorf ötvözetben

MŰANYAGOK ALKALMAZÁSA

Lehet-e tökéletes nanotechnológiai eszközöket készíteni tökéletlen grafénból?

Orvosi implantátumok anyagai

Felszívódó implantátumok alapanyagai

6 x 2,8 mm AGYAS LÁNCKEREKEK 04B - 1 DIN ISO/R 606. Osztás 6,0 Bels szélesség 2,8 Görg átmér 4,0




Lézeres eljárások Teflon vékonyréteg leválasztására valamint Teflon adhéziójának módosítására



(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

Gépészet szakmacsoport. Porkohászat

Esettanulmány egy hard természetföldrajz és soft közgazdaságtan tudományterület folyóiratainak országokra vonatkozó mintázatairól

Szerkezet és tulajdonságok

Kerámiák és kompozitok a munkavédelemben

Réz - szén nanocső kompozit mikroszerkezete és mechanikai viselkedése

A kutatólaboratórium és a kutatócsoport leendő vezetőinek önéletrajza - Sajtóanyag

Anyagismeret. Polimer habok. Hab:

Kerámiák és kompozitok (gyakorlati elokész

XIII. FIATAL MŰSZAKIAK TUDOMÁNYOS ÜLÉSSZAKA

Hibák kristályos anyagokban: hogyan keletkeznek és mire használjuk ket?

1. táblázat. Szórt bevonatokhoz használható fémek és kerámiaanyagok jellemzői

XIII. előadás május 6. Kompozitok

2. modul 2. lecke: Oxidkerámiák

Nyírási lokalizáció kialakulása szemcsés anyagokban (munkabeszámoló) Szabó Balázs

Egyrétegű tömörfalapok ragasztási szilárdságának vizsgálata kisméretű próbatesteken

Biztonsági adatlap a 1907/2006/EK szerint

Kétkomponensű epoxigyanta kötőanyag, habarcs, esztrich és fedőbevonat készítéséhez

Hibrid deszikkáns rendszert tartalmazó funkcionális csomagolóanyagok

Tóth István Balázs személyi adatai és szakmai önéletrajza

Tárgyszavak: alakmemória-polimerek; elektromosan vezető adalékok; nanokompozitok; elektronika; dópolás.

MŰANYAGFAJTÁK ÉS KOMPOZITOK

Az anyagok mágneses tulajdonságai

Mikrohullámú abszorbensek vizsgálata

RIDEG ANYAGOK FRAKTOGRÁFIÁJA

MŰANYAGOK ALKALMAZÁSA

Diabéteszes redox változások hatása a stresszfehérjékre

KARBON SZÁLLAL ERŐSÍTETT ALUMÍNIUM MÁTRIXÚ KOMPOZITOK AL/C HATÁRFELÜLETÉNEK JELLEMZÉSE

A ferrilhemoglobin szerepe az LDL oxidációjában

Siamesi korlátok. a minıség biztonsága

KBT.22 (1)BEKEZDÉS J,PONT

Aquawood DSL Q10 M TERMÉKLEÍRÁS FELDOLGOZÁS

KS WI ELŐNYPONTOK. Szennyeződésekre gyakorlatilag érzéketlen, nagypontosságú, hosszú élettartamú térfogatáram-mérő.

Használható segédeszköz: rajzeszközök, nem programozható számológép

József Attila Gimnázium és Eü. Szakközépiskola spec. mat.

Miért hűti a CO 2 a Föld felszínét

KS HORDOZHATÓ KIVITEL

Könnyűfém és szuperötvözetek

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

EVA LAMINATED GLASS SOLUTION

SiC védõréteg létrehozása karbonszálon gyors hevítéses módszerrel

Szál és nanorészecske erősítésű hibrid kompozitok kifejlesztése

Fehérjék nyomás által indukált szerkezetváltozásainak jellemzése infravörös és fluoreszcencia spektroszkópiai módszerekkel

MIKROELEKTRONIKAI ÉRZÉKELİK I

Karbon nanocsövek tisztítása, minősítése, felületmódosítása

Dr. Csanády László: Az ioncsatorna-enzim határmezsgye: egyedi CFTR és TRPM2 csatornák szerkezete, működése c. MTA doktori értekezésének bírálata

A CSONTPÓTLÓ MŰTÉTEK BIOLÓGIAI ALAPJAI, A JÖVŐ LEHETŐSÉGEI

A tompahegesztés hatása a polietilén csövek szerkezetére és tulajdonságaira

Módosítva: PU-Sealer-Antislip Additive EC Biztonsági Adatlap 2001/58/EC as rendelet betartásával 1. A hatóanyag / előkészítés és a vállalat


1 ábra a) Kompaundálás kétcsigás extruderben, előtermék: granulátum, b) extrudált lemez vákuumformázásának technológiai lépései, c) fröccsöntés

Őrlés hatására porokban végbemenő kristályos-amorf szerkezetváltozás tanulmányozása

Gyógyszervegyületek elektrofiziológiai szűrése nagy hatáskereszt-metszetű ( semi high-troughput ) rendszereken

R sugarú egyenletes körmozgás képleteinek kereszttáblája

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

Hibrid Integrált k, HIC

Funkcionálisan gradiens anyagszerkezetű kompozit görgő végeselemes vizsgálata

Kétkomponensű, poliuretán, szívósan rugalmas, repedés áthidaló bevonat

A kerámiaipar struktúrája napjainkban Magyarországon

Hidrogénezett amorf Si és Ge rétegek hőkezelés okozta szerkezeti változásai

OTKA Nyilvántartási szám: T043704

SZI Inkontinencia termékek szállítása - eljárást megindító felhívás módosítása

PB tartályok Biztonsági Szabályzata

S3 stratégia és a fizikai kutatások lehetőségei

OTDK ápr Grafén nanoszalagok. Témavezető: : Dr. Csonka Szabolcs BME TTK Fizika Tanszék MTA MFA

Többfalú szén nanocső tartalmú polimer nanokompozitok előállítása és tanulmányozása

HIDRAULIKUS TERMÉKCSALÁD

A project címe Fluidizációs biofilm reaktor szennyvíz kezelésére.

Polimer kompozitok alapanyagai, tulajdonságai, kompozitmechanikai alapok

Átírás:

ELFT Vákuumfizikai, -technológiai és Alkalmazásai Szakcsoport szemináriuma, Balázsi Katalin (balazsi.katalin@ttk.mta.hu) Titán alapú biokompatibilis vékonyrétegek: előállítása és vizsgálata Vékonyrétegfizika Osztály, Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Intézet Természettudományi Kutatóközpont Magyar Tudományos Akadémia

TARTALOM Bevezetés, Kutatás célja Előállítás, Technológia Szerkezeti vizsgálatok Mechanikai vizsgálatok Biológiai vizsgálatok Összefoglaló

BEVEZETÉS, KUTATÁS CÉLJA A fémből készült orvosi implantátumok nagy részét titánb nból készítik kedvező biokompatibilitása miatt. A titánnak kiváló kémiai, fizikai és mechanikai tulajdonságai vannak. Ennek ellenére a beültetés után titánionokat lehet kimutatni a szervezetben. Annak érekében, hogy növeljük a fém szigetelését, korrózióállóságát, így a biokompatibilitását, többféle módszert lehet alkalmazni. Egyik lehetséges módszer a felület passziválása kristályos és amorf nanofázis kombinációból álló kompozitok anyagokkal.

BEVEZETÉS, KUTATÁS CÉLJA A bioanyagok felosztása sa 1. Biotoleráns anyagok (Co-Cr-Mo ötvözetek, Műanyagok) a szervezet eltűri, de kötőszövetes réteggel választja el azokat az élő szövetektől. 2. Bioinert anyagok (Titán, tantál, alumíniumoxid, karbon) kis, vagy egyáltalán semmilyen fiziológiai reakciót nem vált ki a szervezetből Előny: igen erősek Hátrány: mechanikusan kell őket rögzíteni 3. Bioaktív anyagok (hidroxiapatit, trikalciumfoszfát, bioüveg) fiziológiai reakcióba lép a szervezettel, többnyire beépíti az anyagot a helyi szövetbe Előny: képesek beépülni a szervezetbe Hátrány: kis teherbírás

ELŐÁLLÍTÁS, TECHNOLÓGIA Technológia: vákuum- porlasztás C és Ti T = 25 800 C Ti 10 és 40W, C 150W Ar 2, N 2 2,5. 10-3 mbar Háttér vákuum: 1.0 10-6 mbar. Nitrogén, Argon: 99.9999 % (V/V). Target: Ti (99,995%), grafit (99,999%). Hordozó: (100) Si / SiO 2 (300 nm)

SZERKEZETI VIZSGÁLATOK TEM Philips CM-20 Jeol 3010 200 KV, EDS analízis 300 KV, EELS analízis

SZERKEZETI VIZSGÁLATOK depozíciós hőm. 200-400 C oszlopos kristályos szerkezet oszlopok köbös TiC vékony szén mátrix mátrix szerkezete amorf K Sedlácková, et al., VACUUM 82: 214-216 (2008)

SZERKEZETI VIZSGÁLATOK Összetétel ~ 80 at% C és 20 at% Ti 600 C 800 C Optimális összetétel szerkezet szempontjából (vékony szén mátrixal elválasztott kristályok) alacsony 1 20 at%. fémtartalomnál érhető el. Balden, M., et al. Surface & Coatings Technology 2005, 200, 413-417 K. Sedláčková, et al. Solid State Sciences, 11 (10) (2009) 1815-1818

SZERKEZETI VIZSGÁLATOK HREM felvétel depozíciós hőmérséklet 200 C oszlopos kristályos szerkezet oszlopok TiC köbös fázis 15 20 nm széles oszlopok vékony 2-5 nm szén mátrix mátrix szerkezete amorf Sedlácková K, et al.new Research on Nanocomposites, Nova Science Publ., New York; 2008, p. 223-46.

SZERKEZETI VIZSGÁLATOK TEM, HREM felvétel depozíciós hőmérséklet 800 C oszlopos kristályos szerkezet oszlopok TiC köbös fázis oszlopok szélessége változó ~15 nm alsó részben, 100 nm felül szén mátrix 20 nm vastag mátrix szerkezete amorf Sedlácková K, et al.new Research on Nanocomposites, Nova Science Publ., New York; 2008, p. 223-46.

MECHANIKAI VIZSGÁLATOK Dr. I. Bertóti, Anyag-és Környezetkémiai Intézet, Természettudományi Kutatóközpont, Budapest NanoTest 600 nanomechanical tester (Micro Materials Ltd., UK) Kusano, Y.; Hutchings, I.M.; Surf Coat Technol 2003,169-170,739-742 Berkovich típusú indentor-fej 50 nm maximum nyomat Oliver-Pharr képlet használata Oliver, W.C.; and Pharr, G.M.; J. Mater. Res. 1992, 7, 1564-1583.

MECHANIKAI VIZSGÁLATOK 25 Keménység 20 600 C 800 C H (GPa) 15 10 5 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 T ( C)

MECHANIKAI VIZSGÁLATOK Rugalmassági Modulusz 300 250 600 C 800 C E (GPa) 200 150 100 50 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 T ( C)

MECHANIKAI VIZSGÁLATOK ERP (elastic recovery parameter) elasztikus visszanyerési paraméter H/E keménység / rugalmassági modulusz aránya Magas H/E arány ~ 0.1 és elastic recovery ~ 0.5 indikálja, hogy a nanokompozitok deformációját nagy részben a szén mátrixban történő elasztikus deformáció határozza meg. Neidhadrt, J.; et al. J.; Appl. Phys. 2003, 93, 3002-3014.

BIOLÓGIAI VIZSGÁLATOK Prof. L.Bacakova, Departmentof Growth and Differentiation of Cell Populations, Institute of Physiology, Czech Republic MG 63 oszteoblaszt humán sejt 1,3 és 7 napos tenyészet A sejttenyészetek fenntartása CO2 inkubátor 37 C 5% CO2 atmoszféra 100% páratartalom Lou et al., Indian J. Biochem Biophys, 47(2010) 340-347 3 nap tenyészet után integrin és vinculin hozzáadása.

BIOLÓGIAI VIZSGÁLATOK 1 napos tenyésztés 3 napos tenyésztés 7 napos tenyésztés Növekedési görbe Cells / cm 2 500 000 400 000 300 000 200 000 100 000 TiC glass PS 0 0 2 4 6 8 Napok Days after seeding

BIOLÓGIAI VIZSGÁLATOK 1 napos tenyésztés 7 napos tenyésztés

BIOLÓGIAI VIZSGÁLATOK A sejt és a környező extracelluláris mátrix kapcsolódási pontjai a fokális adhézi ziók TiC nanokompozit Integrin Üveg

BIOLÓGIAI VIZSGÁLATOK Vinculin TiC nanokompozit Üveg

ÖSSZEFOGLALÓ Magnetronos porlasztással állítottunk elő TiC / C nanokompozit vékonyrétegeket Szerkezetük oszlopos (TiC köbös kristályok) vastagságuk 10 100 nm Mátrix szerkezete amorf szén, vastagsága 2 20 nm Rétegek kéménysége és rugalmassági modulusza változó, max. 18 GPa és 205 GPa (200 C-os) Biokompatibilitás mérések kimutatták, hogy 7 napos tenyésztés után a sejtek növekedése magasabb mint a kontrol mintákon Célok: A felület morfológiának optimalizálása Bioaktív HAp réteg bevonat a TiC kompozitra További in vitro, in vivo kísérletek

KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS Gy. Radnóczi, Cs. Balázsi TTK MTA MFA, Budapest L. Bacáková, M. Vandrovcová Institute of Physiology, Czech Academy of Sciences Praha I. Bertóti TTK MTA AKI, Budapest F. Davin CSM Instruments, Peseux, Switzerland OTKA PD101453 Szén - fém (Ti) nanokompozit vékonyrétegek és Bolyai János Kutatási Ösztöndíj MTA Köszönöm a figyelmet!