Спосіб формування біоінертного покриття на імплантатах із титану та його сплавів

Спосіб формування біоінертного покриття на імплантатах із титану та його сплавів шляхом ано 3 58763 Найбільш близьким за технічною суттю та досягнутим результатом є спосіб одержання оксидних покриттів на титані та його сплавах шляхом анодування мікродуговим способом [4] в розчині дифосфата лужного металу 35-650 г/л, що додатково містить катіон або оксоаніон співосаджуваного металу в кількості 15-90 г/л. Анодування в гальваностатичному режимі при густині струму 1,0-7,0 А/дм2 та напрузі 100-140 В і температурою 20-25°С впродовж 30-60 хв. дозволяє отримати оксидне покриття товщиною 50...100 мкм, яке містить оксиди металів з високою адгезією до поверхні титану. Проте, щодо можливості використання на медичних імплантатах в якості біоінертного воно має недоліки, а саме: наявність оксидів металів з каталітичними властивостями, що є сторонніми до організму (Mn, Co), погіршують показники біосумісності виробу. Відносно велика товщина покриття і спосіб його формування зумовлює поруватість оксидного шару, що стимулює процеси остеосинтезу і остеоінтеграції, небажані в разі потреби мати біоінертну поверхню, яка не повинна зчіплюватися з кістковими тканинами. З іншого боку, розвинена поруватість сприяє активації корозійноелектрохімічних процесів в порах покриття, що також негативно впливає на біосумісність імплантату в цілому. В основу корисної моделі поставлено задачу одержання зносостійкого біоінертного покриття на імплантатах із титану та його сплавів, зокрема із субмікро- та нанокристалічною структурою, з пок 4 ращеними електрохімічно-корозійними показниками. Поставлена задача вирішується тим, що формування біоінертного покриття здійснюють шляхом оксидування мікродуговим способом в розчині дифосфату лужного металу при температурі 2025°С, згідно з корисною моделлю, анодування проводять послідовно в гальвано- та потенціостатичному режимах за початкової густини струму 5...10 А/дм2 та напруги 70...120 В, впродовж 1-10 хв. з електроліту, що містить тільки дифосфат лужного металу концентрацією 150...650 г/л. Суттєвою ознакою, яка співпадає з прототипом, є анодування мікродуговим способом в розчині електроліту, що містить дифосфат лужного металу концентрацією 150...650 г/л. Суттєві ознаки, які відрізняються від прототипу: а) відсутність в електроліті катіону або оксоаніону співосаджуваного металу; б) проведення мікродугового оксидування послідовно в гальвано- та потенціостатичному режимах; в) зменшення діапазону формувальної напруги до 80-120 В; г) зменшення часу формування до 1-10 хв. Одержані покриття оцінювали за хімічним складом на рентгенівському дифрактометрі ДРОН3, електрохімічно-корозійну поведінку - по значенням анодної густини струму, яку визначали графічно за допомогою поляризаційних залежностей j Еа при Еа=0,6 В (табл.). Таблиця Порівняльний аналіз корисної моделі з прототипом Матеріал Спосіб обробки Режим процесу Склад електроліту, г/л Початкова густина струму, А/дм2 Формувальна напруга, В (кінцева) Час електролізу, хвилини Товщина анодної плівки, мкм Фазовий склад анодної плівки Густина анодного струму, мкА/см2 Прототип сплави титану мікродуговий гальваностатичний Корисна модель сплави титану мікродуговий двостадійний: гальвано- та потенціостатичний дифосфат лужного металу дифосфат лужного металу 35...650 катіон або оксоаніон спі- 150...650 восаджуваного металу 15...90 1,0...7,0 5...10 100...140 80...120 30...60 1...10 50...100 2...10 ТіО, ТіО2, Ті3О5 та СоТі2О5, СоТіО, ТiО2, Тi3О5 ТіО3 2...8 0,1...0,8 Приклад 1 В розчині калію дифосфату 650 г/л оксидували імплантат із сплаву ВТ1-0 за початкової густини струму 10 А/дм2 і напруги формування 90 В впродовж 5 хвилин. Одержане покриття товщиною 5 мкм має світло-сірий колір і містить у своєму складі оксиди ТіО та ТіО2. Анодна густина струму при Еа=0,6 В сягає 0,8 мкА/см2. Приклад 2 В розчині калію дифосфату 350 г/л оксидували імплантат із сплаву ВТ5 за початкової густини струму 7 А/дм2 і напруги формування 70 В впро довж 10 хвилин. Товщина покриття складала 2 мкм, анодна густина струму - 0,2 мкА/см2. Приклад 3 Імплантат із сплаву ОТ4-1 оксидували в розчині калію дифосфату 150 г/л, за початкової густини струму 5 А/дм2 і напруги формування 120 В. час анодування 3 хвилини. Отримане світло-сіре емалево подібне товщиною 10 мкм. Фазовий склад суміш оксидів титану ТіО, ТіО2 та Ті2О5, густина анодного струму - 0,4 мкА/см2. Джерела інформації: 5 58763 1. Патент RU №2291918, МПК С25Д 11/26, A61F 2/02, 2007. 2. Патент UA №51269 А, МПК С25Д 11/02, A61F 2/24, 2/30, 2/32, 2/36, 2002. Комп’ютерна верстка А. Рябко 6 3. Патент UA №71217 А, МПК С25Д 11/26, 2004. 4. Патент UA №89526 С2, МПК С25Д 11/02, 2010. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601