36 Właściwości mechaniczne powłok TiO 2 wytwarzanych metodą zol-żel na stopach protetycznych Bożena Pietrzyk 1* , Leszek Klimek 1 , Emilia Tyburska 2 1 Politechnika Łódzka, Instytut Inżynierii Materiałowej, 90-924 Łódz, ul. Stefanowskiego 1/15; 2 prywatna praktyka *e-mail: bozena.pietrzyk@p.lodz.pl [Inżynieria Biomateriałów, <strong>69</strong>-<strong>72</strong>, (2007), 36-38] Wstęp W protetyce stomatologicznej najczęściej stosowane są stale i stopy metali na bazie niklu i kobaltu. Ze stosowaniem uzupełnień protetycznych wiążą się pewne skutki uboczne takie jak: drażnienie mechaniczne błony śluzowej, zwiększenie retencji resztek pokarmowych lub płytki bakteryjnej, itp. Jednak niektóre uciążliwości związane z noszeniem protez wynikają także z niewystarczającej tolerancji biologicznej stopów metali, z których wykonywane są elementy uzupełnień. Wynika to z niedostatecznej odporności korozyjnej stosowanych stopów, a więc uwalniania produktów korozji i jonów metali, które powodują alergie, są także cytotoksyczne i mutagenne [1,2]. Stale medyczne, stopy Ni‐Cr i Co-Cr są jednak powszechnie stosowane gdyż są niedrogie, w porównaniu ze stopami o lepszej tolerancji biologicznej, oraz nie sprawiają trudności technologicznych w odlewaniu i obróbce. W celu poprawienia własności stopów, można pokrywać je różnego rodzaju warstwami ochronnymi. Warstwy te powinny poprawiać odporność korozyjną, podłoża, na które są naniesione czyli hamować uwalnianie jonów a jednocześnie same nie mogą ulegać korozji i uwalniać jej produktów. Warstwę wierzchnią powinna także cechować twardość, wytrzymałość mechaniczna, odporność chemiczna i dobra adhezja do podłoża, jak najmniejszy stopień adhezji grzybów i bakterii, tolerancja biologiczna i odpowiednia grubość. Poza odpowiednimi cechami charakterystycznymi samej warstwy od metody wytwarzania również wymaga się takich zalet jak: prostota, niskie koszty i szybkość procesu nakładania warstwy. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań niektórych właściwości mechanicznych i morfologii warstw TiO 2 nakładanych metodą zol-żel na stopach protetycznych. Dwutlenek tytanu jest stabilny w środowisku kwaśnym jak również alkalicznym, bezpieczny dla ludzi, jest znikomo rozpuszczalny oraz dobrze chroni przed korozją. Także metoda wytwarzania powłoki posiada wiele zalet jak niska temperatura procesu, czystość i powtarzalność substratów, powtarzalność wytworzonej struktury, niskie koszty, nieskomplikowana aparatura [3]. Materiały i metody Jako podłoża do nakładania powłok użyto handlowych stopów protetycznych, których nazwy i składy chemiczne przedstawiono w Tabeli 1. Powierzchnie próbek przeznaczone do badań szlifowano i polerowano. Zol tlenku tytanu przygotowano przez rozpuszczenie tetrabutanolanu tytanu w etanolu i dodanie odpowiednich ilości wody i kwasu octowego. Powłoki wytwarzano metodą zol‐żel poprzez wyciąganie próbek z zolu ze stałą szybkością. Następnie próbki Mechanical properties of TiO 2 sol-gel coatings deposited on prosthetic alloys Bożena Pietrzyk 1* , Leszek Klimek 1 , Emilia Tyburska 2 1 Technical University of Lodz , Institute of Materials Science and Engineering, 90-924 Lodz, ul. Stefanowskiego 1/15; 2 private practice *e-mail: bozena.pietrzyk@p.lodz.pl [Engineering of Biomaterials, <strong>69</strong>-<strong>72</strong>, (2007), 36-38] Introduction The most common prosthetic alloys used in dental practices are steels and Ni-base and Co‐base alloys. There are many disadvantages observed connected with using dentures, for example: mechanical irritation of an oral mucous membranes, faster accumulation of dental plague etc. However some problems arise from biological intolerance of dental alloys. Products of corrosion and released metal ions, following insufficient corrosion resistance of those metal alloys, are the cause of this intolerance. Those products can cause allergy, they are also cytotoxic and cancerogenous [1,2]. In spite of these problems medical steels, Ni-Cr and Co-Cr alloys are still widely used in dental prosthetics because of their very low price, in comparison with betted tolerated alloys, and good technological casting properties. In order to improvement in properties of dental alloys different kinds of coatings may be used. The layers should improve corrosion resistance of alloys and stop releasing metal ions from the substrate and shouldn’t release ions and products of corrosion on its own. The requirements for protective layers are also hardness, mechanical endurance, chemical resistance, good adhesion to the substrate, low adhesion of bacteria and fungies, high biotolerance and proper thickness. The technology of the deposition of protective coatings should be cheap, not complicated and as fast as possible. The paper presents results of the investigation of some mechanical properties and morphology of TiO 2 coatings deposited by sol-gel method on prosthetic alloys. The titanium dioxide is stable for acids and alkali, safe for people, reveals very weak solubility and high protection properties. The sol-gel method of deposition is characterized by a lot of advantages as low temperature of process, low costs, not complicated tools, a very good repeatability of a structure [3]. Materials and methods Commercial prosthetic alloys were used as substrates. Names and chemical compositions of the alloys are presented in Table 1. Before deposition process samples were grinding and polishing. Titania sol was prepared using solution of titanium (IV) butoxide in ethanol by mixing with suitable quantities of water and acetic acid. Specimens were coated using the dip–coating method by removing from the sol with the constant rate. In the next step samples were dried at ambient conditions and annealed at the temperature of 500 o C for 15 minutes. The process of deposition was repeated three times for each sample. The prepared samples were put to the test
Nr próbki / Sample no Nazwa stopu / Alloy Skład chemiczny / Chemical composition 1 Magnum AN Fe 42%, Ni 28%, Cr 22%, Si 4%, Mo 3%, inne
Change language