Анодное оксидирование титана с целью получения биоактивных покрытий внутрикостных дентальных имплантатов

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Саратов - 2006

Специальность 02.00.05 - Электрохимия.
Актуальность работы В последнее время идет широкое создание, развитие и использование медицинских имплантатов, а также современных имплантационных материалов. Понятие «имплантация» включает вживление в биологические ткани пациента материалов не биологического характера, но безвредных для организма - различного рода специальных изделий из металлов, полимеров, керамики, различных видов биостекол, композиционных материалов[1].
Одной из важных областей применения внутрикостной имплантации является замещение дефектов зубных рядов на основе протезирования с помощью дентальных имплантатов, т.е., «вечных» зубных корней, вживляемых в альвеолярные отростки челюстных корней пациентов. На выступающих частях дентальных имплантатов - супраструктурах и производится протезирование [2-9]. Аналогичное применение имеют внутрикостные имплантаты в челюстно-лицевой, ортопедической и косметической хирургии [1,71-72].
Титановые дентальные имплантаты, обладающие высоким уровнем механических модулей и коррозионной устойчивостью в физиологических средах [10], тем не менее, имеют определенные недостатки. При их остеоинтеграции в альвеолярные отростки на границах кость-имплантат происходит адсорбция тромбоцитов, которая сопровождается тромбообразованием, заканчивающимся формированием фибриновой капсулы, являющейся системной реакцией организма на чужеродное тело [11]. Кость прорастает через фибриновую оболочку имплантата слишком медленно, что обусловлено нарушением трофики остеоинтеграции и чревато воспалительными инфекциями, приводящими к деструкции периимплантной костной ткани и отторжению имплантатов со статической частотой порядка 9-10%. 
Поэтому, несмотря на достаточно давнюю историю применения титана в имплантологии [12, 13], чистый титан вряд ли целесообразен для
использования в целях имплантационного протезирования зубов [14].
/ Решение этой проблемы возможно при использовании покрытий из
биоактивных материалов [15, 102-103], адсорбция тромбоцитов на которых
Г
* мала из-за конкуренции с другими клетками крови - остеобластами и
j остеокластами, прочно прикрепляющимися к поверхности покрытия с
помощью «заякоревающегося» белкового комплекса 14ОК с последующим выделением клеящего белка-остеопонтина [1, 101, 104].
Школой проф. Лясникова В.Н. в качестве биоактивного материала используется гидроксиапатит - Са,0(РО4 )6(ОН)2, который отвечает основному
*
минеральному компоненту костной ткани, а способом высокоадгезивного

Введение 5
Глава 1. Обезжиривание и анодное оксидирование металлов
(краткий аналитический обзор литературных данных) 12
1.1. Химическое обезжиривание металлов 12
1.1.1. Обезжиривание органическими растворителями 12
1.1.2. Обезжиривание в щелочных растворах 16
1.1.3. Обезжиривание в моющих растворах 19
1.2. Паротермическое обезжиривание 22
1.3. Ультразвуковое обезжиривание 30
1.4. Электрохимическое обезжиривание 34
1.5. Анодное оксидирование металлов 43
1.5.1. Оксидирование алюминия и алюминиевых сплавов 54
1.5.2. Оксидирование стали и чугуна 56
1.5.3. Оксидирование магния и магниевых сплавов 58
1.5.4. Оксидирование меди и медных сплавов 58
1.5.5. Оксидирование титана и титановых сплавов 59
Глава 2. Методика экспериментальных исследований 64
2.1. Методика гравиметрических исследований кинетики
анодного обезжиривания титана 64
2.2. Методика исследований кинетики анодного
оксидирования титана 65
2.2.1. Определение микротвердости оксидных покрытий 69
2.2.2. Определение толщины оксидных покрытий 69
2.2.3. Определение адгезии оксидных покрытий 70
2.2.4. Определение пористости оксидных покрытий 71
2.3. Методика монополярной электризации
оксидных покрытий на титане 71 
Глава 3. Анодное обезжиривание титана 75
3.1. Кинетика анодного обезжиривания титана 75
3.2. Оптимизация технологического процесса
анодного обезжиривания титана 79
3.3. Выводы 82
г
*. Глава 4. Анодное оксидирование титана 83
4.1. Кинетика анодного оксидирование титана в
сернокислых растворах 83
4.2. Выводы 98
Глава 5. Исследование совмещенного процесса анодного
обезжиривания и оксидирования титана 100
* 5.1. Кинетика совмещенного процесса анодного
і обезжиривания и оксидирования титана 100
5.2. Физико-химические свойства оксидных покрытий,
получаемых в совмещенном процессе анодного обезжиривания и оксидирования титана 114
5.3. Монополярная термоэлектризация анодных
оксидных покрытий на титане 116
5.4. Выводы 120
Глава 6. Разработка технологического маршрута и специального
оборудования для изготовления титановых дентальных имплантатов с биоактивными электретными анодными покрытиями 122
6.1. Технологический маршрут 122
6.2. Специальное оборудование 122
6.3. Расчет распределения тока на заготовках
у титановых дентальных имплантатов в кольцевых
катодных зазорах ванны анодирования 126
* *
6.3.1. Первичное распределение тока
на пластинчатом имплантате 127 
6.3.2. Вторичное распределение тока
на пластинчатом имплантате 128
6.4. Технологические рекомендации 131
6.5. Выводы 132
Общие выводы 133
Приложение 135
Список цитируемой литературы 136