Czasopismo | OCHRONA PRZED KOROZJĄ | Rocznik 2017 - zeszyt 5

Właściwości ochronne zol-żelowych powłok ZrO2 na stali 316L w roztworze sztucznej krwi

10.15199/40.2017.5.4

nr katalogowy: 105136
10.15199/40.2017.5.4

Metodą zol-żel nanoszono powłoki ZrO2 na podłoże ze stali nierdzewnej 316L. Powłoki otrzymywano z zolu zawierającego jako prekursor tetraetoksycyrkonian i butanol jako rozpuszczalnik. Otrzymane próbki eksponowano w roztworze sztucznej krwi (SBF) przez 120 doby. Badania potencjodynamiczne wykazały, że osadzenie pięciowarstwowych powłok ZrO2 powoduje dwukrotny wzrost odporności korozyjnej stali w czasie długoterminowej ekspozycji w roztworze SBF. Zgodnie z wynikami badań SEM i EDS wykazano, że na powierzchni cienkich warstw ZrO2 przyrasta ceramika apatytowa. Słowa kluczowe: metoda zol-żel, powłoki ZrO2, odporność korozyjna, ceramika apatytowa 1. Wstęp Jako materiały na implanty stosuje się metale i ich stopy, ceramikę, polimery oraz różnego rodzaju kompozyty, powstające w wyniku połączeń tych materiałów. Duże znaczenie mają stale chromowo-niklowe, a wśród nich stal 316L. Jednak jej odporność korozyjna w środowisku płynów ustrojowych nie zawsze może być wystarczająca. Dla poprawy odporności korozyjnej wykonywanych z niej implantów stosuje się, np. warstwy ochronne [16]. Tlenek cyrkonu (ZrO2) posiada właściwości bioinertne i biokompatybilne oraz wysokie parametry wytrzymałościowe wśród materiałów ceramicznych [10, 15]. Stosowany jest jako trwały materiał do uzupełnień protetycznych, a wykonywane z niego detale wykazują odporność na złamanie [12]. Charakteryzuje się względnie niską gęstością ok. 6 g/cm3 [17, 21], a jego moduł Younga jest zbliżony do wartości modułu stali co świadczy o jego dobrej sztywności [1, 5, 10, 19]. Posiada bardzo dobrą odporność chemiczną w środowisku płynów ustrojowych. Stosowany w połączeniach z metalami stanowi barierę dla migracji jonów metali (np. Fe, Ni, Mo, Cr, Mn), które są szkodliwe dla organizmu żywego - przenikają do płynów ustrojowych, a także tkanek otaczających implant [3].ZrO2 coatings were sol-gel deposited on a base made of stainless steel 316L. The sol used for this purpose contained zirco[...]

Bibliografia

[1] Ahmad I. 2007. "Stomatologia estetyczna". Wrocław: Elsevier.
[2] Balamurugan A., G. Ballosier, S. Kannan, J. Michel, S. Rajeswari. 2007. "In vitro biological, chemical and electrochemical evaluation of titania reinforced hydroxyapatite sol-gel coatings on surgical grade 316L". Materials Science and Engineering 27 : 162.
[3] Chęcmanowski J., B. Szczygieł. 2010. "Właściwości ochronne powłok ceramicznych wytworzonych metodą zol-żel w środowisku płynów fizjologicznych". Ochrona przed Korozją 53 (4-5) : 201-206.
[4] Chęcmanowski J., B. Szczygieł. 2006. "Wpływ składu zolu na zachowanie korozyjne stali 316L z ceramicznymi powłokami Al2O3 otrzymanymi metodą zolżel". Ochrona przed Korozją 49 (4) : 103-107.
[5] Dejak B., M. Kacprzak, B. Suliborski, B. Śmielak. 2006. "Struktura i niektóre właściwości ceramik dentystycznych stosowanych w uzupełnieniach pełnoceramicznych w świetle literatury". Protetyka Stomatologiczna LVI (6) : 471-477.
[6] Donesz-Sikorska A., K. Marycz, A. Śmieszek, J. Grzesiak, K. Kaliński, J. Krzak-Roś. 2013. "Biologically active oxide coatings, produced by the sol-gel method on steel implant". Przemysł Chemiczny 92 (6) : 1110.
[7] Hench L., J. Wilson. 1993. An Introduction to Bioceramics, Volume I: Advanced Series in Ceramics". Singapur: World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd.
[8] Kohal R.J., M. Wolkewitz, M. Hinze, J.S. Han, M. Bachle, F. Butz. 2009. "Biomechanical and histological behavior of zirconia implants: an experiment in the rat". Clinical Oral Implants 20 : 333.
[9] Krzak-Roś J., J. Filipiak, C. Pezowicz, A. Baszczuk, M. Miller, M. Kowalski, R. Będziński. 2009. " The effect of substrate roughness on the surface structure of TiO2, SiO2, and doped thin films prepared by the sol-gel method". Acta of Bioengineering and Biomechanics 11 (9) : 21.
[10] Lasek K., P. Okoński, E. Mierzwińska-Nastalak. 2009. "Zirconium oxide: its physico- mechanical properties and clinical application". Protetyka Stomatologiczna LIX, (6) : 415-422.
[11] Lis A., D. Szarek, J. Laska. 2013. "Biomaterials Engineering Strategies for Spinal Cord Regeneration: State of the Art". Polymers in Medicine 43 (2) : 59-80.
[12] Marędziak M., A. Siudzińska. 2014. "Biocompatibility of titania and zirconia coatings synthesized by sol-gel method". Przemysł Chemiczny 93 (6) : 920- 923.
[13] Mazur A., J. Chęcmanowski, B. Szczygiel. 2016. "Corrosive resistance of 316L stainless steel covered with SiO2 coatings deposited by sol-gel method in a simulated body fluid". Ochrona przed Korozją 59 (5) :160-166.
[14] Morel S. 1997. "Powłoki natryskiwane cieplnie". Częstochowa: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej.
[15] Nałęcz M. 2003. "Biomateriały Tom 4". Warszawa: Akademicka Oficyna Wydawnicza Exit.
[16] Omar S., J. Ballarre, S. Ceré. 2016. "Protection and functionalization of AISI 316L stainless steel for orthopedic implants: hybrid coating and sol gel glasses by spray to promote bioactivity". Electrochimica Acta 203 (10) : 309-315.
[17] Picconi C., G. Maccauro. 1999. "Zirconia as a ceramic biomaterial". Biomaterials 20 : 1-25.
[18] Pokrowiecki R., B. Szaraniec, J Chłopek, M Zaleska. 2014. "Recent trends in surface modification of the titanium biomaterials used for endoosseus dental implants". Engineering of Biomaterials 124 : 2-10.
[19] Raigrodski A.J. 2004. "Contemporary materials and technologies for all-ceramic fixed partial dentures: A review of the literature". Journal of Prosthetic Dentistry 92 (6) : 557-562.
[20] Sobczak-Kupiec A., Z. Wzorek. 2011. "Phisicochemical properties of calcium ortophosphate significant for medicine - TCP and HAp". Tech. Transactions 107 (10) : 310-322.
[21] Trzebiatowski W. 1969. "Chemia nieorganiczna". Warszawa: PWN.
[22] Wennerberg A., T. Albrektsson 2009. "Effects of titanium surface topography on bone integration: a systematic review". Clin. Oral Implants Res. 20 (4) : 172-184.
[23] Wennerberg A., T. Albrektsson. 2000. "Suggested guidelines for the topographic evaluation of implant surfaces". International Journal of Oral and Maxillofacial Implants 15 : 331-344.
[24] Wierzchoń T., E. Czarnowska, D. Krupa. 2004. "Inżynieria powierzchni w wytwarzaniu biomateriałów tytanowych". Warszawa: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej.
[25] Viitala R., T. Peltola, K. Gunnelius, J.B. Rosenholm. 2002. "Surface properties of in vitro bioactive and non-bioactive sol-gel derived materials". Biomaterials, 23 : 3073.
[26] Yang S., K. Leong, Z. Du, C. Chua. 2001. "The Design of Scaffolds for Use in Tissue Engineering. Part I. Traditional Factors". Tissue Engineering 7 (6) : 679-689.
[27] Zhang Z., X. Li. 2016. "Effect of TiO2-SiO2-SnOx sol-gel coating on the bonding strength of titanium-porcelain". Materials Letters 180 : 288-290.
[28] Zima A. 2007. "Wpływ dodatków modyfikujących na właściwości hydroksyapatytowych wielofunkcyjnych tworzyw implantacyjnych przeznaczonych na nośniki leków". Rozprawa Doktorska. Kraków: Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 105136 "Właściwości ochronne zol-..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


OCHRONA PRZED KOROZJĄ - e-zeszyt (pdf) 2017-5 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	42.00 zł

Prenumerata

OCHRONA PRZED KOROZJĄ - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

504.00 zł

OCHRONA PRZED KOROZJĄ - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
OCHRONA PRZED KOROZJĄ - papierowa prenumerata roczna	636.00 zł brutto 588.89 zł netto 47.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
OCHRONA PRZED KOROZJĄ - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

678.00 zł

OCHRONA PRZED KOROZJĄ - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
OCHRONA PRZED KOROZJĄ - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	762.00 zł brutto 705.56 zł netto 56.44 zł VAT (stawka VAT 8%)

762.00 zł

Zeszyt

2017-5

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma