Демонстрация на SiC защитно покритие за титанови импланти

ibg.waykun.com - Диета и загуба на тегло, днес

Chaker Fares

1 Катедра по химическо инженерство, Технически колеж, Университет на Флорида, Гейнсвил, Флорида 32611, САЩ; [email protected] (C.F.); ude.lfu@naixm (M.X.); ude.lfu.ehc@nerf (F.R.)

Шу-Мин Хсу

2 Катедра по възстановителни стоматологични науки, Отдел по протезия, Стоматологичен колеж, Университет на Флорида, Гейнсвил, Флорида 32610, САЩ; ude.lfu@ushnimuhs (S.-M.H.); ude.lfu@iynixaix (X.X.)

Мингхан Сиан

Сини Ся

Фен Рен

Джон Дж. Мехолски, младши.

3 Материалознание и инженерство, Технически колеж, Университет на Флорида, Гейнсвил, Флорида 32611, САЩ; ude.lfu.esm@hcemj

Луис Гонзага

4 Център за стоматология по импланти, Колеж по дентална медицина, Университет на Флорида, Гейнсвил, Флорида 32610, САЩ; ude.lfu.latned@agaznogl

Жозефин Ескивел-Апшоу

Резюме

За да смекчим корозията на титановите импланти и да подобрим дълголетието на имплантите, ние изследвахме способността да покриваме титановите импланти със SiC и установихме дали покритието може да остане непокътнато след симулирано поставяне на импланти. Титановите дискове и титановите импланти бяха покрити със SiC с помощта на плазмено засилено химическо отлагане на пари (PECVD) и бяха изследвани за качество на интерфейса, химичен състав и здравина на покритието. Титановите импланти, покрити със SiC, се вкарват в блок от поли (метилметакрилат) (PMMA), за да се симулира клинично поставяне на импланти, последвано от енергодисперсионна спектроскопия, за да се определи дали покритието остава непокътнато. След усукване атомната концентрация на откриваемите елементи (силиций, въглерод, кислород, титан и алуминий) остава относително непроменена, като промяната остава в границите на откриване на инструмента за енергийна дисперсионна спектроскопия (EDS). В заключение беше доказано, че депозиран SiC с химически изпарения с плазма съответно покрива повърхностите на титановия имплант и остава непокътнат след усукване на покритите импланти в материал с подобна твърдост на човешката костна маса.

1. Въведение

Използването на титан в зъбни и ортопедични импланти е добре отчетено в литературата. От първите проучвания, докладвани от Brånemark, са направени значителни подобрения в структурата, химията и процедурата за поставяне на титанови импланти [1,2,3,4,5]. През последните години от изследователски групи и компании се предлагат различни повърхностни обработки и проекти на титанови импланти, за да се подобри оцеляването на тези импланти [4]. В допълнение към тези подобрения, алтернативни материали като цирконий са въведени в стоматологията на импланти [6,7,8,9]. Въпреки тези алтернативни материали, титанът остава най-популярният материал за импланти поради гъвкавостта на този материал в дизайна, морфологията и връзката [4,10,11].

В областта на зъбите търговски чистият титан (cp Ti) и титановите сплави се използват като импланти поради тяхната относително висока устойчивост на корозия, остеоинтеграция, здравина и биосъвместимост [12,13,14,15]. Едно проучване показа, че клиничният успех на имплантанти на основата на титан е 87,8% за 36-годишен период на проследяване [10]. Основата на този процент на успех се корени в дългосрочната стабилност на повърхността на импланта и костите и способността за остеоинтеграция на импланта [1,3,10,16,17,18]. Въпреки че оцеляването на тези импланти се е увеличило, все още има място за подобрения, за да се сведе до минимум корозията на титана.

Тази способност за остеоинтеграция и устойчивостта на корозия на имплантанти на основата на титан се дължи на образуването на защитен оксиден филм, който се образува върху имплантанта при контакт с околната среда [13,19,20,21,22]. Въпреки защитната природа на нативния оксиден филм, в оралната среда има фактори, които могат да разграждат този оксиден слой и да предизвикат отделяне на йони, които могат да бъдат токсични за устните тъкани [23,24,25,26,27,28]. Някои от корозивните вещества, които могат да причинят разграждане на метали, са лимонена киселина, млечна киселина, водороден прекис, солна киселина и флуороводородна киселина при различни концентрации. В рамките на слюнката йони като H +, F - и Cl - са основните елементи, отговорни за корозията на зъбния материал [25,26]. Степента на корозия зависи от много фактори като устната хигиена на пациента, диетата на пациента, стоматологичното лечение, състава на биофилма в устата, както и състава и потока на слюнката на пациента [13,27,29,30].

В това проучване ние демонстрираме способността на PECVD SiC да остане непокътнат върху титанови импланти след симулирано поставяне на импланти с помощта на сканираща електронна микроскопия (SEM), енергийно-дисперсионна спектроскопия (EDS), Фурие-преобразуваща инфрачервена спектроскопия (FTIR) и рентгенова фотоелектронна спектроскопия (XPS).

2. Материали и методи

2.1. Експериментален дизайн

Преди депозиране на SiC върху титанови импланти, беше проведено пилотно проучване чрез депозиране на SiC върху титанови дискове с висока чистота (2 × 11 mm 2). За да се постигне това, дисковете бяха покрити със SiC, смилани с помощта на симулатор за дъвчене, за да се изложи SiC/Ti интерфейс, и след това изследвани с помощта на SEM за определяне на адхезията и качеството на повърхността.

За да се определи дали SiC защитно покритие върху титанови импланти може да издържи клинично поставяне на импланти, бяха извършени следните стъпки. Първо, титановите импланти (Imtec, 1.8 × 10 mm 2) бяха изследвани под SEM, за да се характеризира тяхната морфология преди всяко SiC покритие. След това същите импланти бяха покрити със SiC и изследвани отново с помощта на SEM, EDS и XPS. И накрая, тези импланти, покрити със SiC, бяха усукани в акрилен блок, за да симулират клинично поставяне на импланти. След като имплантите бяха отстранени от блока, повърхностите бяха изследвани за трети път, за да се определи дали SiC покритието остава непокътнато.

Популярен

Те четат сега