На стапката на електрохемиски интеракции на метали во биолошки течности

Се разбира, тоа треба да се запомни дека стапката на корозија и можната размена на електрони процеси не може да се предвиди само врз основа на теоретски податоци. Секогаш е потребно експериментални детекцијата на брзина електрохемиски интеракции (корозија + размена на електрони) во одредена средина ин витро, симулирање на составот на телесни течности, или студии во системот in vivo.

Од практична гледна точка, тоа е важно да се има на ум дека експерименти со претходно пасивирани метал примероци не може да се симулираат ситуации кои се случуваат за време на механичката повреда на пасивниот слој поради корозија. Затоа, тоа е потребно да се подложи на материјалот за испитување на статички, динамички и циклична товари.

корозија

Се верува дека на корозија корозивни вид на напад е забележан во вграден метал (Вилијамс, Rouf, 1978- Милер et al., 1996). Производи, генерирани во текот на овој процес, има многу значајно влијание врз нивото на биокомпатибилноста на материјалот.

Кога наизменична товари предизвикува движење меѓу имплант површини на метални компоненти, на пример еден шраф и игли, постои повреда на пасивниот слој и појава на бројни microcracks. Ова ја зголемува површината на имплант во процес на товарот и од областа на контакт со агресивен медиум на организмот. Во овој процес, стапката на корозија на метална површина може да се зголеми за неколку редови и да резултира со брзиот развој на корозија замор на имплантот. Тоа може да се намали со стабилна фиксација прачки или плочки постигне преку обезбедување на цврста контакт помеѓу имплантот и коската фрагменти. Ова го спречува средно поместување, кои произлегуваат од биолошките коскената ресорпција. Како резултат на тоа, намалувањето на корозија ќе придонесе за поголема стабилност на имплантот. Ако интерфејс имплант / коска области формирање на висока концентрација на стрес, забележани коска остеопороза и остеомалација, проследено со олабавување на краците, плочи, прачки (Muller и сор., 1996- Ковач, Дејвидсон, 1993- Морони et al., 1994 ).

Елементи способни за самостојно Пасивација, е повеќе отпорни на корозија ефекти, бидејќи на површината во исто време се деградација процеси и тумори на пасивниот слој. Се разбира, биокомпатибилноста позиција секогаш пожелно поголема формирање на заштитна оксиди од нивното уништување. Ако како резултат на корозија на оксиди се формираат во мали количини или воопшто, може да се забележи на распадот на метали, на пример, поради неговата јонски групи (Ковач, 1992).

Најниска вредност на корозија, кои се пропорционални на износот на стапки на корозија и размена на електрони се Zr, Ti, Ta, Nb и Cr, и легури на титаниум, како што се Ti-6V-4Al, Ti-13Nb-13Zr, под површината оксидира. Всушност, стапката на електрохемиски интеракции (корозија + размена на електрони) на овие материјали е многу пониска електрони размена стапка на графит, кои, како благородни метали, нема заштитни оксид слој.

Од теоретски точка за користење на допинг титански легури и метали кои имаат способност да се само-Пасивација, како што Zr, NB или Та, попозитивно од V и Ал, како кога ќе се ставаат во агресивна биолошката средина, тие придонесуваат за формирање на дополнителни оксид слој и спречување на излез на токсични јони . Ванадиум, хром, никел и неколку други елементи немаат такви својства. Како резултат на тоа, нивната употреба ја намалува способноста на легури базирани на Ти, Zr, NB и Та авто-Пасивација.

Кога овие метали се во ткивото во форма на јони, тие имаат токсичен ефект врз клетките. Покрај тоа, метали, како што се Ал, V и Мо имаат релативно висока вредност на инверзна отпорност на поларизација.

Како резултат на тоа, тие можат да бидат објавени во текот на процесот repassivation на површината како чист метал или нивни соли, ако тенки пасивни филмот формирана во природни услови се отстранети, оштетени од корозија или корозивни механички акција. Како резултат на тоа, тие се потенцијално опасни, бидејќи може да се префрли директно на околното ткиво во форма на јони или молекули и да предизвика развој на токсичен, имунолошките и други негативни реакции.

Сето ова треба да се земат во предвид при употребата и развојот на нови материјали, како dopants може значително да се промени биокомпатибилноста на импланти (Ковач, 1992- Ковач, Дејвидсон, 1993- Bruneel et al., 1988- Дејвидсон, 1993- Alcantara et al., 1999).

Со цел да се спречи овој процес, тоа е потребно да се применат на технологија за да се формира на површината на имплантот "дебели" абразија отпорни заштитен филм кој ќе се спречи создавањето на реакцијата површината на метали, како што се титаниум, циркониум, за Ти-13Nb-13Zr или Zr легури -2.5Nb.

Сепак, дебелината на филмот не може да надмине одредена вредност, по што ќе ја изгуби својата лепило и големи биомеханички карактеристики. Спротивно на тоа, наместо на позитивен резултат, овој пристап дава негативен (Mishra, Дејвидсон, 1992- Ciada et al., 1997 Џејкобс и сор., 1998).

Улогата на адхезија протеини на површината на метал

Адхезија протеини забележани веднаш по администрација на метални имплант на телото. За тоа како овој процес се одвива, дали има во оваа структура на протеини, неговата кинетика, нивото на биокомпатибилноста на материјалот во голема мера зависи.

Се верува дека производите на корозија значително да влијае на силата на адхезија протеини. Очигледно, ова може да се должи на размена на електрони.

Постои корелација процесот задржување на протеини со обратна отпорност на поларизација (АНАП) за легури, како што се SS-316L, Ti-6Al-4V, Ti-13Nb-13Zr, Ti-13Nb-13Zr, Zr-2.5Nb и оксидира Zr-1.5Nb. Експериментите покажуваат дека се зголемува задржувањето на фибриноген линеарно со зголемување на GPT (Јун et al., 1994). До одреден степен, ова може да се објасни со зголемената преуредување adsorbed фибриноген поврзани со електронски пренос (Bolz, Shaldach, 1993).

Bioinert материјали кои не се предизвикани или суштински не се придружени со негативни реакции ткиво обично имаат ниски NSO неговата површина.

Како резултат на тоа, намалување на капсула група OPS метали, може да се користи за да се определи целокупната биокомпатибилноста. Еден од фактите, индиректно потврдува валидноста на оваа претпоставка е инверзната врска помеѓу големината и NSO способноста на остеобластите да се придржуваат кон материјалот за испитување.

На долниот НСИ, подобро клетките се прикачени на површината на метал.

Ефектот на отпорност обратна поларизација на метални површини за прикачување способност на остеобласти

Овој заклучок е поддржан од страна на пример оксидира Zr-2.5Nb легура има најниска отпорност инверзна поларизација и покажува највисоко ниво на прицврстување на остеобластите (Бабу et al., 1995 Ковач, Дејвидсон, 1996).

Слични резултати се добиени во нашата лабораторија со испитување на способноста на клетките на коскената срцевина да се придржуваат на оксидира и не кисела титаниум. Се утврди дека големината на поврзани клетки на вештачки формирана од страна на анодните оксидни хлороводородна површина искра-диоксид има висока отпорност контакт е 2,5 пати повисока од чист титаниум.

Друг пример на емпириски корелација помеѓу OPS и потенцијален индикатор биокомпатибилноста приложување бактерии претставени на сликата, што покажува дека способноста на Streptococcus sanguis адхезија зависи од ПСО (Бабу et al., 1995 Ковач, Дејвидсон, 1996).

Ефектот на задната површина на отпорот на поларизација на способноста на бактериски клетки да се придржуваат кон металната површина

Интересно е да се напомене дека во овој случај на повисока вредност одговара на OPS намали бактериска прилог. Ова очигледно покажува дека колку е поголем електрохемиска реакција помеѓу легура и средни може да го попречат лепење на овие бактерии.

Овие податоци се подигне интересно прашање на потенцијалната улога на квалитетот и квантитетот на корозија производи за прикачување на одредени бактерии. Теоретски, тоа е тешко да се објасни.

Очигледно, постои значајна разлика во дистрибуцијата на таквите адхезија молекули и рецептори или електростатско задолжен помеѓу структурата на бактериски и животински клеточната мембрана.

Податоците презентирани се потребни дополнителни истражувања.

AV Карпов VP Shakhov
Надворешен систем за фиксирање и регулаторни механизми оптимална биомеханика

Сподели на социјални мрежи:

Слични