Investigation of diamond biocompatible coatings for medical implants
Ключові слова:
діамантоподібні плівки, нанокомпозит, покриття на імплантаті, структура, електродний потенціал, біосумісність
Анотація
Незважаючи на переваги діамантоподібних вуглецевих покриттів, що використовуються в якості зносостійких захисних покриттів для імплантатів, вони можуть мати ряд недоліків, таких як високий рівень внутрішніх напружень, низька адгезійна міцність, висока чутливість до умов навколишнього середовища. Ці проблеми можуть бути подолані в разі застосування нових вуглецевих нанокомпозитних покриттів, нанесених з іонного пучка С60. Встановлено, що запропоновані діамантоподібні нанокомпозитні покриття підвищують опірність матеріалу імплантату до електрохімічних корозійних процесів за рахунок зміщення його електродного потенціалу в область позитивних значень, а також сприяють комплексу репаративних і адаптаційно-компенсаторних перебудов, що дозволить прискорити процеси загоєння та післяопераційної адаптації організму в зоні введення імплантату.
Завантаження
##plugins.generic.usageStats.noStats##
Посилання
Starikov V.V., Starikova S.L., Mamalis A.G., Lavrynenko S.N., Ramsden J.J. The application of niobium and tantalum oxides for implant surface passivation// Journal of Biological Physics and Chemistry. -2007. -Vol.7. -P.141-145.
Kutsevlyak V.I., Starikov V.V., Starikova S.L., Mamalis A.G., Lavrynenko S.N., Ramsden J.J. Influence of implant surface modification on integration with bone tissue// Journal of Biological Physics and Chemistry. -2008. -Vol.8. -P.147-150.
Grill A. Diamond-like carbon coatings as biocompatible materials – an overview// Diamond Relat. Mater. -2003. -Vol.12. -P. 166-170.
Hauert R. A review of modified DLC coatings for biological applications// Diamond Relat. Mater. -2003. -Vol.12. -P.583-589.
Erdemir A., Donnet C. Tribology of diamond-like carbon films: recent progress and future prospects// J. Phys. D. -2006. Vol.39. -P.R311-R327.
Queiroz J.R., Fissmer S.F., Ito C.Y., Salvia A.C., Massi M., Nogueira Junior L. Effect of DLC film on C. albicans biofilm formation// Dent. Mater. -2010. -Vol.26. -Supplement 1. -P.e80-e84.
Dearnaley G., Arps J.H. Biomedical applications of diamond-like carbon (DLC) coatings: A review// Surf. Coat. Technol. -2005. -Vol.200. -P.2518-2524.
Matthew A., Ben M., Neil R. In vitro and in vivo investigations into the biocompatibility of diamond-like carbon (DLC) coatings for orthopedic applications// J. Biomed. Mater. Res. -2001. -Vol.58. -P.319-328.
Deng J., Braun M. Residual stress and microhardness of DLC multilayer coatings// Diamond Relat. Mater. -1996. -Vol.5. -P.478-482.
Jelinek M., Smetana K., Kocourek T., Dvorankova B., Zemek J., Remsa J., Luxbacher T. Biocompatibility and sp3/sp2 ratio of laser created DLC films// Mater. Sci. Eng. B. -2010. -Vol.169. -P.89-93.
Morshed M.M., McNamara B.P., Cameron D.C., Hashmi M.S. Stress and adhesion in DLC coatings on 316L stainless steel deposited by a neutral beam source// J. Mater. Process. Technol. -2003. -Vol.143-144. -P.922-926.
Penkov O.V., Pukha V.E., Zubarev E.N., Yoo S.S., Kim D.E. Tribological properties of nanostructured DLC coatings deposited by C60 ion beam// Tribol. Int. -2013. -Vol.60. -P.127-135.
Pukha V.E., Zubarev E.N., Drozdov A.N., Pugachov A.T., Jeong S.H., Nam S.C. Growth of nanocomposite films from accelerated C60 ions// J. Phys. D. -2012. -Vol.45. -P.335302-9.
Pukha V.E., Karbovskii V.L., Drozdov A.N., Pugachov A.T. Electronic properties and structure of carbon nanocomposite films deposited from accelerated C60 ion beam// J. Phys. D. -2013. -Vol.46. -P.485305-8.
Zhang G., Kirkman P.M., Patel A.N., Cuharuc A.S., McKelvey K., Unwin P.R. Molecular Functionalization of Graphite Surfaces: Basal Plane versus Step Edge Electrochemical Activity// J. Amer. Chem. Soc. -2014. -Vol.136. -P.11444-11451.
Singh A.V., Patil R., Thombre D.K., Gade W.N. Micro-nanopatterning as tool to study the role of physicochemical properties on cell–surface interactions// J. Biomed. Mater. Res. -2013. -Vol.101. -P.3019-3032.
Lowe T.C., Reiss R.A. Understanding the biological responses of nanostructured metals and surfaces// IOP Conf. Series. -2014. -Vol.63. -P.012172-5.
Pukha V.E., Karbovskii V.L., Rudchenko S.O., Drozdov A.N., Maleyev M.V., Starikov V.V., Pugachov A.T. Electronic and optical properties of superhard nanocomposite films obtained from C60 ion beam// Materials Research Express. -2014. -Vol.1. -N.3. DOI:10.1088/2053-1591/1/3/035049.
Miyazaki T., Kim H.-M., Kokubo T., Miyaji F., Kato H., Nakamura T. Effect of thermal treatment on appatite – forming ability of NaOH – treated tantalum metal// Journal of Materials Science: Materials in Medicine. -2001. -№12. -Р.683-687.
Kessel R.G. Basic Medical Histology: The Biology of Cells, Tissues, and Organs. -Oxford University Press: New York, 1998.
Oort J.A., Baak J.P. A Manual of Morphometry in Diagnostic Pathology. -Springer-Verlag: Berlin, 2011.
Kutsevlyak V.I., Starikov V.V., Starikova S.L., Mamalis A.G., Lavrynenko S.N., Ramsden J.J. Influence of implant surface modification on integration with bone tissue// Journal of Biological Physics and Chemistry. -2008. -Vol.8. -P.147-150.
Grill A. Diamond-like carbon coatings as biocompatible materials – an overview// Diamond Relat. Mater. -2003. -Vol.12. -P. 166-170.
Hauert R. A review of modified DLC coatings for biological applications// Diamond Relat. Mater. -2003. -Vol.12. -P.583-589.
Erdemir A., Donnet C. Tribology of diamond-like carbon films: recent progress and future prospects// J. Phys. D. -2006. Vol.39. -P.R311-R327.
Queiroz J.R., Fissmer S.F., Ito C.Y., Salvia A.C., Massi M., Nogueira Junior L. Effect of DLC film on C. albicans biofilm formation// Dent. Mater. -2010. -Vol.26. -Supplement 1. -P.e80-e84.
Dearnaley G., Arps J.H. Biomedical applications of diamond-like carbon (DLC) coatings: A review// Surf. Coat. Technol. -2005. -Vol.200. -P.2518-2524.
Matthew A., Ben M., Neil R. In vitro and in vivo investigations into the biocompatibility of diamond-like carbon (DLC) coatings for orthopedic applications// J. Biomed. Mater. Res. -2001. -Vol.58. -P.319-328.
Deng J., Braun M. Residual stress and microhardness of DLC multilayer coatings// Diamond Relat. Mater. -1996. -Vol.5. -P.478-482.
Jelinek M., Smetana K., Kocourek T., Dvorankova B., Zemek J., Remsa J., Luxbacher T. Biocompatibility and sp3/sp2 ratio of laser created DLC films// Mater. Sci. Eng. B. -2010. -Vol.169. -P.89-93.
Morshed M.M., McNamara B.P., Cameron D.C., Hashmi M.S. Stress and adhesion in DLC coatings on 316L stainless steel deposited by a neutral beam source// J. Mater. Process. Technol. -2003. -Vol.143-144. -P.922-926.
Penkov O.V., Pukha V.E., Zubarev E.N., Yoo S.S., Kim D.E. Tribological properties of nanostructured DLC coatings deposited by C60 ion beam// Tribol. Int. -2013. -Vol.60. -P.127-135.
Pukha V.E., Zubarev E.N., Drozdov A.N., Pugachov A.T., Jeong S.H., Nam S.C. Growth of nanocomposite films from accelerated C60 ions// J. Phys. D. -2012. -Vol.45. -P.335302-9.
Pukha V.E., Karbovskii V.L., Drozdov A.N., Pugachov A.T. Electronic properties and structure of carbon nanocomposite films deposited from accelerated C60 ion beam// J. Phys. D. -2013. -Vol.46. -P.485305-8.
Zhang G., Kirkman P.M., Patel A.N., Cuharuc A.S., McKelvey K., Unwin P.R. Molecular Functionalization of Graphite Surfaces: Basal Plane versus Step Edge Electrochemical Activity// J. Amer. Chem. Soc. -2014. -Vol.136. -P.11444-11451.
Singh A.V., Patil R., Thombre D.K., Gade W.N. Micro-nanopatterning as tool to study the role of physicochemical properties on cell–surface interactions// J. Biomed. Mater. Res. -2013. -Vol.101. -P.3019-3032.
Lowe T.C., Reiss R.A. Understanding the biological responses of nanostructured metals and surfaces// IOP Conf. Series. -2014. -Vol.63. -P.012172-5.
Pukha V.E., Karbovskii V.L., Rudchenko S.O., Drozdov A.N., Maleyev M.V., Starikov V.V., Pugachov A.T. Electronic and optical properties of superhard nanocomposite films obtained from C60 ion beam// Materials Research Express. -2014. -Vol.1. -N.3. DOI:10.1088/2053-1591/1/3/035049.
Miyazaki T., Kim H.-M., Kokubo T., Miyaji F., Kato H., Nakamura T. Effect of thermal treatment on appatite – forming ability of NaOH – treated tantalum metal// Journal of Materials Science: Materials in Medicine. -2001. -№12. -Р.683-687.
Kessel R.G. Basic Medical Histology: The Biology of Cells, Tissues, and Organs. -Oxford University Press: New York, 1998.
Oort J.A., Baak J.P. A Manual of Morphometry in Diagnostic Pathology. -Springer-Verlag: Berlin, 2011.
Опубліковано
2016-12-28
Як цитувати
Starikov, V. V., & Starikova, S. L. (2016). Investigation of diamond biocompatible coatings for medical implants. Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна. Серія «Фізика», (23), 91-97. вилучено із https://periodicals.karazin.ua/physics/article/view/7783
3.gif){kind=logo}
