Склокристалічні покриття по сплавах титану в системі R₂O – RO – RO₂ – R₂O₃ – P₂O₅ – SіO₂ для кісткового ендопротезування

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2016 р. Дисертацію присвячено розробленню основ технології одержання склокристалічних покриттів по сплавах титану на основі системи R₂O – RO – RO₂ – R₂O₃ – P₂O₅ – SіO₂ для кісткового ендопротезування. Сформульовано наукові положення одержання кальційсилікофосфатних склокристалічних покриттів як біоактивних компонентів ендопротезів кульшового суглобу та нижньої шелепи. Обрано вихідну склоутворюючу систему та встановлено механізм структуро- і фазоутворення в модельних стеклах та особливості формування на їх основі покриттів по сплавах титану під час термічної обробки. Розроблено технологію одержання біоактивних склокристалічних покриттів з мікро-твердістю H = 6620 ÷ 7050 МПа, параметром тріщиностійкості K1C = 2,01 ÷ 2,73 МПа·м1/2, твердістю за Віккерсом HV = 5440 ÷ 5660 МПа, адгезійною міцністю σадг = 16 ÷ 17 МПа та підтверджено формування апатитоподібного шару на поверхні розроблених покриттів in vitro, що дозволяє використовувати їх в умовах змінних динамічних навантажень.Thesis for the Candidate of Technical Sciences Degree n specialty 05.17.11 – Technology of refractory nonmetallic materials. – National Technical University "Kharkiv Polytechnical Institute", Kharkiv, 2016. The thesis is dedicated to development of technological bases of obtaining glass-ceramic coatings on titanium alloys in the R₂O – RO – RO₂ – R₂O₃ – P₂O₅ – SіO₂ system for bone endoprostheses. Scientific provisions of obtaining calcium silicophos-phate glass-ceramic coatings as bioactive components of endoprostheses of coxofemo-ral joint and lower jaw bone were defined. Initial glass-forming system was chosen, mechanism of structure- and phase-formation in model glasses and characteristics of coatings formation on their base on titanium alloys during thermal treatment has been established. Technology of bioactive glass-ceramic coatings with microhardness of H = 6620 ÷ 7050 MPa, crack toughness parameter K1C = 2,01 ÷ 2,73 MPa·м1/2, Vickers hardness HV = 5440 ÷ 5660 MPa, adhesive strength σadh 16 ÷ 17 MPa has been developed, formation of apatite-like layer on the surface of developed coatings in vitro has been confirmed which allows their use in conditions of conditions of variable dynamic loads.