Dane o rozprawie doktorskiej

Rodzaj pracy | Rozprawa doktorska
Data uzyskania stopnia | 20.09.2007 r.
Uzyskany stopień naukowy | doktor nauk technicznych
Promotor | dr hab. inż. Elżbieta Krasicka-Cydzik, prof. UZ, Uniwersytet Zielonogórski, Instytut Budowy i Eksploatacji Maszyn
Recenzenci | prof. dr hab. inż. Jan Marciniak, prof. zw. P.Ś. Politechnika Śląska Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych dr hab. inż. Anna Walicka, prof. UZ Uniwersytet Zielonogórski Instytut Budowy i Eksploatacji Maszyn
Jednostka prowadząca przewód | Uniwersytet Zielonogórski Wydział Mechaniczny Instytut Budowy i Eksploatacji Maszyn
Miejsce pracy autora rozprawy | Uniwersytet Zielonogórski Wydział Mechaniczny Instytut Budowy i Eksploatacji Maszyn
Dziedzina naukowa | nauki techniczne
Dyscyplina naukowa | budowa i eksploatacja maszyn
Specjalność naukowa | bioinżynieria
Sposób zgłoszenia rozprawy, dostępność, liczba stron | Ogłoszenia (14 dni) w wersji elektronicznej oraz plakatowej na terenie UZ, zaproszenia dla pracowników WM oraz gości, dostępność pracy: czytelnia specjalistyczna Biblioteki Uniwersytetu Zielonogórskiego, autoreferat, liczba stron: 183
Wydawca |
Słowa kluczowe | stop tytanu, gięcie, warstwa anodowa, elektrochemia, in vitro

Streszczenie
Celem pracy było wyznaczenie własności mechaniczno-elektrochemicznych oraz ocena zachowania in vitro anodowej warstwy wierzchniej stopu Ti6Al4V ELI po zgięciu, w obszarze maksymalnych odkształceń plastycznych. W badaniach zastosowano próbki o średnicy 6 mm, które pokrywano warstwą anodową w roztworze H3PO4 wg patentu PL 185176, a następnie odkształcano z zachowaniem analogii do sposobu śródoperacyjnego kształtowania prętów. Stan warstwy wierzchniej charakteryzowano mikrotwardością i chropowatością powierzchni. Zmiany własności elektrochemicznych oceniano na podstawie pomiarów potencjałów korozyjnych Ekor, charakterystyk polaryzacyjnych oraz elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS). Trwałość warstwy anodowej badano w roztworze Ringera, natomiast bioaktywność in vitro oceniano podczas przechowywania w sztucznym płynie fizjologicznym (SBF) oraz w hodowli z ludzkimi osteoblastami. Obserwacje mikroskopowe (SEM), mikroanalizę pierwiastków (EDS) oraz analizę fazową (FT-IR, XRD) wykorzystano do oceny wpływu odkształcenia na pokrywanie się powierzchni składnikami roztworu SBF. Deformacja anodowej warstwy wierzchniej na implantowym stopie tytanu Ti6Al4V ELI wpływa na poprawę bioaktywności in vitro, przejawiającej się zwiększoną ilością zaadherowanych osteoblastów i pokrywaniem mikronierówności powierzchni składnikami roztworu (hydroksyapatytem), działającymi stymulująco na przyrost tkanki kostnej i przyspieszającym w ten sposób proces leczenia z wymaganym zrostem kostnym.
Abstact
The aim of the research work was to evaluate the mechanical and electrochemical properties and the behaviour in vitro of the anodic surface layer on the Ti6Al4V ELI alloy, deformed by bending. The evaluation is based on the changes of surface bioactivity and protective properties in the maximum plastic strains zone. In the investigation the specimens of 6mm in diameter were used, which were anodized in H3PO4 solution according to the patent PL 185176. Bending was performed by analogy with intra-surgical procedures applied during shaping of implant rods. The deformed surface layers were characterized by a surface roughness and microhardness. Changes of the electrochemical properties were evaluated on the basis of the measurement of the corrosion potential values, polarization characteristics and by the electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Protective properties of the anodic layer were tested in Ringer’s solution, whereas bioactivity in vitro was estimated after immersing in simulated body fluid (SBF) and in contact with human osteoblasts. The microscopic observation (SEM), the microanalysis of elements (EDS) and the phase analysis (FT-IR, XRD) were used to evaluate an effect of the deformation on coating of the surface layer with SBF solution component deposits. Deformation of anodic surface layer on implant titanium alloy induces the increase of bioactivity in vitro, manifesting itself in increased quantity of settled osteoblasts and in coating of deformed area by SBF components, which stimulate faster growth of bone tissue and accelerate the healing process with required consolidation.