89-91 - Polskie Stowarzyszenie Biomateriałów
89-91 - Polskie Stowarzyszenie Biomateriałów
89-91 - Polskie Stowarzyszenie Biomateriałów
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
68<br />
Element C [at.%]<br />
DLC-<br />
PDMS-h<br />
PDMS<br />
DLC-<br />
PTFE-h<br />
PTFE<br />
Właściwości mechaniczne mierzono za pomocą nanoindentacji,<br />
przy zastosowaniu obciążenia równego 10mN<br />
(RYS.3). Wyniki tych pomiarów są interesujące, zwłaszcza<br />
w porównaniu z właściwościami czystych PDMS oraz<br />
PTFE, jak też często stosowanego materiału na implanty,<br />
np. UHMWPE [19-20]. Powłoki hybrydowe charakteryzują<br />
się wyższą twardością i sztywnością niż niemodyfikowane<br />
polimery oraz wspomniany wcześniej UHMWPE.<br />
Wnioski<br />
42,41<br />
± 0,57<br />
37,44<br />
± 2,23<br />
67,01<br />
± 1,07<br />
59.57<br />
± 0,77<br />
Metoda FPAD pozwala na wytwarzanie warstw hybrydowych<br />
DLC-polimer. Przedstawione badania wykazały, że<br />
analizowane powłoki charakteryzują się gładką powierzchnią.<br />
Ich skład chemiczny jest jednorodny, natomiast na<br />
powierzchni występują tylko nieliczne defekty. Ilość tych<br />
defektów/wbudowanych cząstek jest większa dla powłok<br />
DLC-PTFE-h i maleje dla powłok DLC-PDMS-h. Natomiast<br />
wartości zredukowanego modułu sprężystości oraz nanotwardości<br />
warstw hybrydowych DLC-polimer są zdecydowanie<br />
wyższe niż dla PDMS, PTFE oraz często stosowanego<br />
w implantach stawów UHMWPE.<br />
Podziękowania<br />
O<br />
[at.%]<br />
21,75<br />
± 0,42<br />
22,27<br />
± 1,37<br />
0,61<br />
± 0,31<br />
0,29<br />
± 0,25<br />
Si<br />
[at.%]<br />
35,84<br />
± 0,57<br />
40,29<br />
± 0,85<br />
0,79<br />
± 0,43<br />
0,25<br />
± 0,13<br />
F<br />
[at.%]<br />
Praca powstała w ramach projektu RSHI-DLC nanocomp.<br />
-<br />
-<br />
31,51<br />
± 0,93<br />
39,<strong>89</strong><br />
± 0,21<br />
TAbELA 2. Skład chemiczny powłok.<br />
TAbLE 2. Chemical composition of the coatings.<br />
Piśmiennictwo<br />
[1] Schmalzried TP, Why total hip resurfacing, J Arthr 2007; 22,<br />
no.7,suppl.3: 57-60<br />
[2] Buergi ML, Walter WL, Hip resurfacing arthroplasty, the australian<br />
experience, J Arthr 2007; 22, no.7,suppl.3:61-65<br />
[3] www.birminghamhipresurfacing.com<br />
[4] Pritchett JW, Curved-stem hip resurfacing, minimum 20-year<br />
followup, Clin Orthop Relat Res 2008; 466:1177-1185<br />
[5] Roberts P, Grigoris P, Bosh H, Talwaker N, Resurfacing arthroplasty<br />
of the hip, Curr Orthop 2005; 19: 263-279<br />
[6] Roy RK, Lee KR, Biomedical applications of diamond-like carbon<br />
coatings: a review, J Biomed Mater Res 2007; 83B: 72-84<br />
[7] Hauert R, A review of modified DLC coatings for biological applications,<br />
Diamond Relat Mater 2003; 12: 583-5<strong>89</strong><br />
[8] Lettington AH, Applications of diamond-like carbon thin film,<br />
Carbon 1998; 5-6: 555-560<br />
[9] Scholes SC, Unsworth A, Goldsmith AAJ, A frictional study of total<br />
hip joint replacements, Phys Med Biol 2000; 45: 3721-3735<br />
[10] Zhang W, Tanaka A, Tribological properties of DLC films deposited<br />
under various conditions using a plasma-enhanced CVD,<br />
Tribology Internat 2004; 37: 975-982<br />
[11] Kiuru M, Alakoski E, Low sliding angles in hydrophobic and<br />
oleophobic coatings prepared with plasma discharge method, Mater<br />
Lett 2004; 58: 2213-2216<br />
[12] Anttila A, Hirvonen JP, Koskinen J, US Patent 5078848,<br />
1992<br />
RyS.3. Właściwości mechaniczne powłok hybrydowych<br />
oraz PDMS, PTFE i UHMWPE.<br />
FIG.3. Mechanical properties of the hybrid coatings,<br />
PDMS, PTFE and UHMWPE.<br />
(FIG.3). These hardness measurements results are interesting,<br />
especially when compared with properties of pure<br />
PDMS and PTFE as well as other often used for implants<br />
materials e.g. UHMWPE [19-20]. The hybrid coatings have<br />
higher hardness and stiffness than the untreated polymers<br />
and also than UHMWPE.<br />
Conclusions<br />
The FPAD method allows for fabrication of DLC-polymer<br />
hybrid coatings. The presented study showed that a characteristic<br />
feature of tested coatings was smooth surface. Their<br />
chemical composition is homogenous and microstructure<br />
reveals few defects. The number of these defects/embedded<br />
particles is higher for DLC-PTFE-h coatings and decreases<br />
for DLC-PDMS-h coatings. The values of reduced elastic<br />
modulus and nanohardness for DLC-polymer hybrid coatings<br />
are significantly higher than for pure PDMS, PFFE and<br />
often used in joint implants, UHMWPE.<br />
Acknowledgments<br />
This work was supported by RSHI-DLC nanocomp<br />
project.<br />
References<br />
[13] Anttila A, Tiainen VM, Kiuru M, Alakoski E, Arstila K, Preparation<br />
of diamond-like carbon polymer hybrid films using filtered pulsed<br />
arc discharge method, Surf Eng 2003; 19 no.6: 425-428<br />
[14] Alakoski E, Kiuru M, Tiainen VM, Anttila A, Adhesion and quality<br />
test for tetrahedral amorphous carbon coating process, Diamond<br />
Relat Mater 2003; 12: 2115-2118<br />
[15] Tian J, Han Z, Lai Q, Yu X, Li G, Gu M, Two-step penetration:<br />
a reliable method for the measurement of mechanical properties of<br />
hard coatings, Surf Coatings Tech 2004; 176: 267-271<br />
[16] Pharr GM, Measurement of mechanical properties by ultra-low<br />
load indentation, Mater Sci Eng 1998; A253: 151-159<br />
[17] Schen W, Sun J, Liu Z, Mao W, Nordstrom JD, Ziemer PD,<br />
Methods for studying the mechanical and tribological properties of<br />
hard and soft coatings with nano-indenter, JCT Research 2004,<br />
1, no.2: 117-125<br />
[18] Robertson J, Diamond-like amorphous carbon, Mater Sci Eng<br />
2002; R37: 129-281<br />
[19] Park K, Mishara S, Lewis G, Losby J, Fan Z, Park JB, Quasistatic<br />
and dynamic nanoindentation studies on highly crosslinked<br />
ultra-high-molecular-weight polyethylene, Biomaterials 2004; 25:<br />
2427-2436<br />
[20] Wang S, Ge S, The mechanical property and tribological<br />
behavior of UHMWPE: Effect of molding pressure, Wear 2007;<br />
263: 949-956