Випуски УФМ »  Том 11, випуск 2

Лазерна модифікація поверхні титанових імплантатів

М. О. Васильєв, М. М. Нищенко, П. О. Гурін

Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна

Отримана: 27.01.2010. Завантажити: PDF

Основними матеріялами для виготовлення дентальних і ортопедичних імплантатів є технічно чистий титан і його стопи. В даний час розвиваються різні методи обробки металевих поверхонь з метою поліпшення їх біосумісних властивостей і прискорення процесу загоєння титанових імплантатів. Ці методи ґрунтуються на морфологічній або біохемічній модифікації фізичних, хемічних і механічних властивостей, зокрема, зміні поверхневої енергії, поверхневого заряду, хемічного складу і топографії поверхні. В останні роки виник новий перспективний напрям, пов’язаний із застосуванням лазерної технології для обробки металевих матеріялів з метою поліпшення біосумісних, трибологічних і корозійних властивостей поверхні металевих імплантатів. За допомогою такої технології можна вирішити завдання модифікації комплексу поверхневих властивостей, зокрема, титанових імплантатів. У цьому огляді виконано аналізу робіт, присвячених дослідженням впливу лазерної обробки поверхні титанових імплантатів з точки зору різних аспектів проблеми біосумісности (експерименти in vitro та in vivo). Метою огляду є ознайомлення читачів з деякими роботами останніх років, виконаними зарубіжними авторами в області лазерної модифікації структури, фізико-хемічних і фізико-механічних властивостей поверхні титанових імплантатів, а також дослідження їх впливу на поведінку клітинних культур і взаємодії з кістковими тканинами. Пропонований читачеві огляд не претендує на повну аналізу всіх відомих публікацій в даній області. Головна мета огляду полягає в демонстрації найбільш успішних напрямів використання лазерного випромінення для підвищення комплексу біосумісних властивостей титану і його стопів.

Ключові слова: титан, імплантати, біосумісність, поверхня, лазерна обробка.

PACS: 62.20.Qp, 79.20.Eb, 81.15.Fg, 81.16.Mk, 81.40.Wx, 81.65.-b, 87.85.J-

Citation: M. O. Vasyliev, M. M. Nyshchenko, and P. O. Gurin, Laser-Assisted Modification of a Surface of Titanium Implants, Usp. Fiz. Met., 11, No. 2: 209—247 (2010) (in Russian), doi: 10.15407/ufm.11.02.209

Цитована література (70)  
  1. В. С. Онищенко, Р. Р. Ілик, Вісник стоматології, № 4: 716 (1997).
  2. Р. Р. Ілик, Современная стоматология, № 3: 62 (1998).
  3. Р. Р. Ілик, Современная стоматология, № 3: 65 (1998).
  4. А. М. Потапчик, Ортопедия, травматология и протезирование, № 3: 34 (1998).
  5. Р. Р. Ілик, Вісник стоматології, № 1: 55 (1999).
  6. В. С. Онищенко, Р. Р. Ілик, Новини стоматології, № 1: 16 (1999).
  7. С. Ю. Иванов, А. Ф. Бизяев, М. В. Ломакин и др., Стоматологическая имплантология (Москва: ГОУ ВУНМЦ МЗ РФ: 2000).
  8. Я. Заблоцкий, Імплантація в незнімному протезуванні (Львів: ГалДент: 2006).
  9. С. А. Балабанников, Н. А. Ночевная, И. В. Гайдук, Стоматологическая имплантология (Москва: ГОУ ВУНМЦ МЗ РФ: 2000).
  10. В. Л. Параскевич, Дентальная имплантология (Минск: ООО «Медицинское информационное агентство»: 2006).
  11. С. П. Ошкадеров, Материалы для медицины. Неорганическое материаловедение (Ред. Г. Г. Гнесин, В. В. Скороход) (Киев: Наукова думка: 2008), с. 629.
  12. А. И. Иголкин, Титан, № 1: 86 (1993).
  13. А. А. Прохончуков, А. И. Смирнов, В. И. Ребров и др., Стоматология, № 3: 43 (1999).
  14. А. А. Прохончуков, Н. А. Жижина, Лазеры в стоматологии (Москва: Медицина: 1986), с. 176.
  15. И. Я. Дехтяр, М. М. Нищенко, Ю. Н. Петров, Металлофизика, 68: 42 (1977).
  16. И. Я. Дехтяр, М. М. Нищенко, Металлофизика, 4: 29 (1982).
  17. М. М. Нищенко, Металлофизика, 14: 39 (1993).
  18. М. М. Нищенко, Б. П. Ковалюк, Ю. Н. Никифоров, Металлофиз. новейшие технол., 26, № 9: 1227 (2004).
  19. М. М. Нищенко, М. А. Васильев, С. И. Сидоренко, С. М. Волошко, Н. Ю. Вилкова, Металлофиз. новейшие технол., 23: 983 (2001).
  20. М. М. Нищенко, М. А. Васильев, С. И. Сидоренко, С. М. Волошко, Н. Ю. Вилкова, Металлофиз. новейшие технол., 24: 203 (2002).
  21. М. М. Нищенко, М. А. Васильев, С. И. Сидоренко, С. М. Волошко, Н. Ю. Вилкова, Металлофиз. новейшие технол., 25: 603 (2003).
  22. М. О. Васильєв, П. А. Гурин, В. С. Філатова, Науковий вісник Ужгородського університету. Сер. Фізика, № 17: 87 (2005).
  23. E. Gyorgy, A. Perez del Pino, P. Serra et al., Appl. Surf. Sci., 197–198: 851 (2002). Crossref
  24. M. Bereznaia, I. Pelsoczi, Z. Toth et al., Biomaterials, 24: 4197 (2003). Crossref
  25. M. Tsukamotoa, K. Asukab, H. Nakanoc et al., Vacuum, 80: 1346 (2006). Crossref
  26. W. Xue, B. Vamsi Krishna, A. Bandyopadhyay, and S. Bose, Acta Biomaterialia, 3: 1007 (2007). Crossref
  27. F. J. C. Braga and F. C. Rodrigo, Appl. Surf. Sci., 253: 9203 (2007). Crossref
  28. A. Y. Vorobyev and C. Guo, Appl. Surf. Sci., 253: 7272 (2007). Crossref
  29. V. Oliveira, S. Ausset, and R. Vilar, Appl. Surf. Sci., 255: 7556 (2009). Crossref
  30. H. Li, S. Costil, V. Barnier et al., Surf. Coat. Technol., 201: 1383 (2006). Crossref
  31. M. E. Khosroshahi, M. Mahmoodi, and J. Tavakoli, Appl. Surf. Sci., 253: 8772 (2007). Crossref
  32. A. Zielińskia, M. Jażdżewska, A. Narożniak-Łuksza, and W. Serbiński, J. Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 18: 123 (2006).
  33. A. Y. Fasasi, S. Mwenifumbo, N. Rahbar et al., Mater. Sci. Eng. C, 29: 5 (2009). Crossref
  34. L. Hao, J. Lawrence, and L. Li, Appl. Surf. Sci., 247: 602 (2005). Crossref
  35. D. A. Hollandera, M. von Waltera, T. Wirtzb et al., Biomaterials, 27: 955 (2006). Crossref
  36. J. Lawrence, L. Hao, and H. R. Chew, Surf. Coat. Technol., 200: 5581 (2006). Crossref
  37. N. Mirhosseini, P. L. Crouse, M. J. J. Schmidth et al., Appl. Surf. Sci., 253: 7738 (2007). Crossref
  38. R. Banerjee, S. Nag, and H. L. Fraser, Mater. Sci. Eng. C, 25: 282 (2005). Crossref
  39. X. D. Zhang, C. Brice, D. W. Mahaffey et al., Scripta Mater., 44: 2419 (200).
  40. K. I. Schwendner, R. Banerjee, P. C. Collins et al., Scripta Mater., 45: 1123 (2001). Crossref
  41. R. Banerjee, P. C. Collins, A. Gen, and H. L. Fraser, Mater. Sci. Eng. A, 358: 343 (2003). Crossref
  42. W. Xue, B. Vamsi Krishna, A. Bandyopadhyay, and S. Bose, Acta Biomaterialia., 3: 1007 (2007). Crossref
  43. J. Chen, J. P. Ulerich, E. Abelev et al., Mater. Sci. Eng. C, 29: 1442 (2009). Crossref
  44. C. Hallgrena, H. Reimersb, D. Chakarovb et al., Biomaterials, 24: 701 (2003). Crossref
  45. S.-A. Cho and S.-K. Jung, Biomaterials, 24: 4859 (2003). Crossref
  46. A. Karacsa, A. Joob Fancsaly, T. Divinyi et al., Mater. Sci. Eng. C, 23: 431 (2003). Crossref
  47. Sh.-H. Hsu, B.-Sh. Liu, W.-H. Lin et al., Bio-Med. Mater. Eng., 17: 53 (2007).
  48. G. Peto, A. Karacs, Z. Paszti et al., Appl. Surf. Sci., 186: 7 (2002). Crossref
  49. M. Muller, F.F. Hennig, T. Hothornc et al., J. Biomechanics, 39: 2123 (2006). Crossref
  50. H. E. Gotza, M. Muller, A. Emmelc et al., U. Biomaterials, 25: 4057 (2004). Crossref
  51. M. Rong, L. Zhou, Z. Gou et al., J. Mater. Sci.: Mater. Med., 20: 1721 (2009). Crossref
  52. N. Moritza, S. Arevab, J. Wolked, and T. Peltolaa, Biomaterials, 26: 4460 (2005). Crossref
  53. K. Das, V. Krishna Balla, A. Bandyopadhyay, and S. Bose, Scripta Materialia, 59: 822 (2008). Crossref
  54. J. M. Fernandez-Pradas, L. Cleries, G. Sardin, and J. L. Morenza, Biomaterials, 23: 1989 (2002). Crossref
  55. O. Blinda, L. H. Kleinb, B. Daileya, and L. Jordan, Dent. Mater., 21: 1017 (2005). Crossref
  56. N. Mirhosseini, P. L. Crouse, L. Li , and D. Garrod, Appl. Surf. Sci., 253: 7998 (2007). Crossref
  57. M. Roy, B. Vamsi Krishna, A. Bandyopadhyay, and S. Bose, Acta Biomaterialia, 4: 324 (2008). Crossref
  58. M. Zheng, D. Fan, X.-K. Li et al., Appl. Surf. Sci., 255: 426 (2008). Crossref
  59. H. Katayama, M. Katto, and T. Nakayama, Surf. Coat. Technol., 204: 135 (2009). Crossref
  60. T. Nakayama, M. Kuwata, and T. Matsutani, Chinese Journal of Laser B, 10: 1 (2001).
  61. M. Katto, M. Nakamura, T. Tanaka, and T. Nakayama, Appl. Surf. Sci., 197–198: 768 (2002). Crossref
  62. M. Katto, M. Nakamura, T. Tanaka et al., Surf. Coat. Technol., 169–170: 712 (2003). Crossref
  63. T. Nakayama, T. Tanaka, Y. Tsumoto et al., Appl. Phys. A, 79: 833 (2004). Crossref
  64. H. Katayama, K. Ishibashi, M. Dodo et al., IEEJ Trans. EIS, 126: 1283 (2006). Crossref
  65. A. Perez del Pino, P. Serra, and J. L. Morenza, Appl. Surf. Sci., 197–198: 887 (2002). Crossref
  66. Z. Sun, I. Annergren, D. Pan, and T. A. Mai, Mater. Sci. Eng. A, 345: 293 (2003). Crossref
  67. T. M. Yue, J. K. Yu, Z. Mei, and H. C. Man, Materials Letters, 52: 206 (2002). Crossref
  68. N. Zaveri, M. Mahapatra, A. Deceuster et al., Electrochimica Acta, 53: 5022 (2008). Crossref
  69. M. C. Marco de Lucas, L. Lavisse, and G. Pillon, Tribology International, 41: 985 (2008). Crossref
  70. I. Watanabe, M. McBride, P. Newton, and K. S. Kurtz, Dent. Mater., 25: 629 (2009). Crossref
Цитується (1)
  1. O.O. Havryliuk and O.Yu. Semchuk, Ukr. J. Phys. 62, 20 (2017).

© 2013–2018 «ІМФ НАН України»