Формирование Термооксидных Покрытий На Титановом Сплаве Вт16 С Ионно-Лучевым Модифицированием Поверхности Ионами Серебра Для Элементов Эндопротезов

Abstract

В качестве предварительного процесса обработки экспериментально опробован способ ионно-лучевого модифицирования поверхности биоинертного титанового сплава ВТ16 путем воздействия пучка ионов гелия с имплантацией высокоэнергетичных ионов Не+ в титановую основу. Способ позволяет сформировать исходную пористую структуру и развитый микрорельеф поверхности для последующего получения гетерогенного биосовместимого оксидного покрытия. Установлен диапазон доз Ф ионов гелия, составляющий 6·1017-6∙1018 ион/см2, и энергии активации Е в пределах 100-200 кэВ, обеспечивающие возникновение на поверхности эффекта блистеринга с образованием регулярной пористой структуры титановых образцов. Создано пилотное нагревательное оборудование и разработан способ паротермического оксидирования медицинского сплава ВТ16 с исходной блистеринговой поверхностью. Методом профилометрии определены нормируемые параметры шероховатости поверхности оксидных покрытий и установлено, что формирование покрытий обусловлено трехстадийным процессом роста толщины термических оксидов с различным характером окисления микровыступов и микровпадин исходной поверхности. Выявлено, что для создания высокой биоинтеграционной способности титановых образцов неоднородный микрорельеф получается в процессе формирования оксидного покрытия при температуре в печи 550 0С и продолжительности τ=3 ч. Методом растровой электронной микроскопии показано существенное влияние температуры и продолжительности паротермической обработки на изменение морфологии покрытий, характер и размерные параметры структуры. Исследован способ ионно-лучевого внедрения ионов серебра в полученные оксидные покрытия и установлены дозы ионов Ag+, необходимые для создания антимикробных эффектов. Показана целесообразность применения паротермических оксидных покрытий для внутрикостных элементов титановых эндопротезов локтевых, коленных и тазобедренных суставов.