ПЛАЗМОНАПЫЛЕННЫЕ ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ
МЕТАЛЛОСОДЕРЖАЩИХ ПОРОШКОВ

, ,

Саратовский государственный технический университет

имени

e-mail: *****@***ru

       Одной из актуальных задач биоматериаловедения является создание материалов и покрытий, обладающих улучшенными свойствами биоактивности, повышенными механическими характеристиками и, что особенно важно в случае медицинских имплантатов, обладающих высокими остеоинтеграционными свойствами [1]. 

       Решением данной задачи может стать использование материалов на основе металлосодержащих керамических порошков и покрытий на их основе. Разработки в данной области ведутся достаточно недавно, но весьма успешно [2-7].

Рассмотрим структурно-морфологические (рис.1) и адгезионные характеристики покрытий на основе некоторых металлосодержащих гидроксиапатитов.

Так установлено [4], что плазмонапыленные покрытия на основе порошка магнийзамещенного гидроксиапатита (ГА) обладают однородностью по всей поверхности, покрытия состоят из частиц размером 20-100 мкм. Данные покрытия отличаются достаточно высокой адгезией, около15 МПа.

Плазмонапыленное покрытие  на основе цинксодержащего ГА состоит из плотноупакованных частиц порошка округлой формы размерами порядка до 30 мкм. Зафиксировано наличие в покрытии наночастиц порошка. Адгезия плазмонапыленного цинксодержащего ГА покрытия составила 9-10 MПа [5].

Рис.1. Структура плазмонапыленных покрытий на основе металлосодержащих гидроксиапатитовых порошков

Для плазмонапыленных покрытий на основе серебросодержащего ГА характерно наличие в покрытии отдельных частиц порошка размером порядка до 70 мкм, равномерно распределенных по всей поверхности, а так же наличие наночастиц напыленного порошка, равномерно распределенных по всей поверхности, размерами порядка 50-100 нм. Адгезия плазмонапыленного серебросодержащего ГА покрытия составила 8,0 МПа, что несколько ниже средних показателей адгезии для ГА плазмонапыленных покрытий [6].

Поверхность плазмонапыленного медьсодержащего ГА покрытия состоит преимущественно из частиц округлой формы с размерами до 100 мкм. Выявлено наличие наночастиц порошка размером 60-100 нм. Адгезионные испытания покрытий показали, что максимальное усилие, при котором произошел отрыв плазмонапыленного покрытия, составило 4,3 кН, адгезия при этом составила 14,6 MПa [7].

Полученные данные о структурно-морфологических и адгезионных характеристиках покрытий показывают, что сформированные покрытия на основе металлосодержащих гидроксиапатитов не уступают, а в некоторых случаях превосходят покрытия на основе немодифицированного гидроксиапатита [8], что дает возможность предполагать повышение функциональных характеристик имплантатов, обладающих данными покрытиями.

Библиографический список

Биоматериаловедение: вклад в прогресс современных медицинских технологий // Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 2005. №5. С. 56-61. , Биокерамика на основе фосфатов кальция. – М.: Наука, 2005. 204 с. Структура и свойства апатитов кальция с точки зрения биоминералогии и биоматериаловедения (Обзор) // Вісник СумДУ. Серія Фізика, математика, механіка, 2007. № 2. С. 33-59. Lyasnikova A. V., Pichhidze S. Y., Dudareva O. A., Markelova O. A. Properties of magnesium-substituted hydroxyapatite and the plasma coatings based on it // Technical Physics Letters, 2015. – Vol.60. Issue 11, pp 1725-1728. Lyasnikova A. V., Markelova O. A., Lyasnikov V. N., Dudareva O. A. Biocomposite Plasma-Sprayed Coatings Based on Zinc-Substituted Hydroxyapatite: Structure, Properties, and Prospects of Application // Mechanics of Composite Materials. 2016. Vol. 51. Iss. 6. Pp 801-804. Lyasnikova A. V., Lyasnikov V. N., Markelova O. A., Dudareva O. A., Pichhidze S. J., Grishina I. P. Study of Properties of Silver-Substituted Hydroxyapatite and Biocomposite Nanostructured Coatings Based on It // Biomedical Engineering. 2016. Vol. 49. No. 5. Pp. 304-307. Lyasnikova A. V., Markelova O. A., Lyasnikov V. N., Dudareva O. A., Grishina I. P. Plasma-sprayed nanostructured composite coatings based on copper-containing hydroxyapatite/ // Mechanics of Composite Materials. 2016. Vol. 52. No. 1. Pp.109-112. , Плазменное напыление в промышленности и медицине: возможности, проблемы, перспективы: монография. Днепропетровск: ФОП , 2014. - 924 с.

Сведения об авторах

– д. т.н., доцент

– к. т.н.

– ассистент

– к. т.н.

Вид доклада: устный (/ стендовый)