Stopnja elektrokemijskih interakcij kovin v bioloških tekočinah

Seveda je treba opozoriti, da je stopnja korozije in verjetno menjalnih elektronov procesov ne more napovedati samo na osnovi teoretičnih podatkov. Vedno je potrebno eksperimentalno zaznavanje hitrosti elektrokemični interakcije (korozija + izmenjavo elektronov) v določenem okolju in vitro, simulacijo sestave telesnih tekočin ali študij v sistemu in vivo.

S praktičnega vidika je pomembno imeti v mislih, da poskusi z vnaprej nedejavno kovinskih vzorcev ni mogoče simulirati situacije, ki nastanejo pri mehanski kršitev pasivne plasti zaradi korozije. Zato je potrebno, da se za preskusni material za statičnih, dinamičnih in cikličnih obremenitvah.

korozija

Verjetno je, da je jedka tipa napad korozije v vsajeno kovino (Williams, Rouf, od leta 1978 Muller et al., 1996). Izdelki, ki nastanejo v tem procesu, imajo zelo velik vpliv na raven biokompatibilnosti materiala.

Pri izmenični tovora povzroči gibanje med implantatov površinami kovinskih delov, na primer vijak in igle, obstaja kršitev pasivne plasti in pojav številnih mikrorazpok. To povečuje površino implantata doživlja tovor in območja stika z agresivnim medijem organizma. V tem procesu se lahko stopnja korozije kovinske površine povečali za več velikostnih razredov in povzroči hitrega razvoja korozijske utrujenosti vsadka. To se lahko zmanjša s stabilnimi pritrdilnimi palic ali plošč dosegljive z zagotavljanjem trdno stik med implantata in njihovih kostnih fragmentov. To preprečuje sekundarno premik, ki izhaja iz biološkega resorpcije kosti. Zato bo zmanjšanje korozije prispeva k večji stabilnosti vsadka. Če je vmesnik za implantate / kosti območja formaciji visoko koncentracijo stresa, opazovane kosti osteoporoza, osteomalacija, čemur sledi rahljanje napere, plošče, palice (Muller et al., 1996- Kovacs Davidson, 1993- Mor et al., 1994 ).

Elementi, ki so sposobni samo-nedejavno, je bolj odporen proti koroziji učinke, saj na površini istočasno razgradne procese in tumorji pasivno plastjo. Seveda biokompatibilnost položaj vedno prednostno večjo tvorbo zaščitnih oksidov kot uničenje. Če kot tvorjena posledica korozije oksidov v manjših količinah ali sploh ne, je mogoče opaziti raztapljanje kovine, na primer zaradi svojih ionskih skupin (Kovács, 1992).

Najnižja vrednost koroziji, ki je sorazmerna s količino korozije mer in menjalnih elektroni so Zr, Ti, Ta, Nb in Cr, in titanove zlitine, kot so Ti-6V-4Al, Ti-13Nb-13Zr, pod površjem oksidirani. Dejansko je bila stopnja elektrokemijskih interakcij (izmenjava korozija + elektronov) teh materialov je precej nižji tečaj elektronov grafita, ki tako kot žlahtnih kovin, nima zaščitno plast oksida.

S teoretičnega vidika uporabe dopinga titana in kovine, ki imajo sposobnost, da sama pasiviranje, kot Zr, Nb ali Ta, bolj ugodno kot V. in ostali, kot če se nahaja v agresivnem biološkem okolju, ki prispevajo k nastanku dodatnega sloja oksida in preprečuje izstop strupenih ionov . Vanadij, krom, nikelj in nekateri drugi elementi nimajo takih lastnosti. Zato je njihova uporaba zmanjšuje sposobnost zlitin na osnovi Ti, Zr, Nb in Ta self-nedejavno.

Ko te kovine pridejo v tkivo v obliki ionov, imajo toksični učinek na celice. Poleg tega so kovine, kot so Al, V in Mo imajo relativno visoko vrednost inverzne polarizacijske upornosti.

Zato jih lahko sprosti med postopkom repassivation na površini kot čiste kovine ali soli, če je tanka pasivna folija tvori pod naravnimi pogoji odstranimo, poškodovana zaradi korozije ali korozivno mehanskim delovanjem. Zato, da so lahko nevarni, ker lahko migrirajo neposredno na okoliško tkivo v obliki ionov ali molekul in povzroči razvoj strupenih, imunoloških in drugih neželenih učinkov.

Vse to je treba upoštevati pri uporabi in razvoju novih materialov, kot dopantov lahko bistveno spremeni biokompatibilnosti vsadki (Kovacs, 1992- Kovacs, Davidson, 1993- Bruneel et al., 1988- Davidson, 1993- Alcantara et al., 1999).

Da bi preprečili ta postopek, je potrebno uporabiti tehnologijo, da se tvori na površini vsadka "debela" odporen proti obrabi zaščitni sloj, ki preprečuje nastanek reakcijske površine kovine, kot so titan, cirkonij, za Ti-13Nb-13Zr ali Zr zlitin -2.5Nb.

Vendar pa je debelina filma ne sme preseči določene vrednosti, po katerem bo izgubil svojo lepila in visokih biomehanske lastnosti. V nasprotju s tem, namesto pozitivnega rezultata, ta pristop daje negativno (Mishra, Davidson, 1992- Ciada et al., 1997- Jacobs et al., 1998).

Vloga adhezijskih proteinov na površini kovine

Adhezijske proteine opazen takoj po dajanju kovinskega implantata v telesu. O tem, kako ta postopek poteka, ali je v tem konformacije proteinov, njenih kinetike raven biokompatibilnosti materiala v veliki meri odvisen.

Menijo, da so korozijski produkti bistveno vplivajo na trdnost oprijema beljakovin. Očitno je, da je to lahko zaradi izmenjave elektronov.

Obstaja korelacija zadrževanje Postopek po proteinov z reverzno polarizacijske upornosti (OP) za zlitine kot SS-316L, Ti-6Al-4V, Ti-13Nb-13Zr, Ti-13Nb-13Zr, Zr-2.5Nb in oksidiranega Zr-1.5Nb. Eksperimenti kažejo, da se poveča zadrževanje fibrinogena linearno s povečanjem GPT (Yun s sod., 1994). Do neke mere je to mogoče pojasniti z gojenjem premestitve adsorbirane povezanih z fibrinogen prenos elektronov (Bolz, Shaldach, 1993).

Bioinert materiali, ki niso povzročijo ali bistveno ne spremlja neželenih tkiva običajno imajo nizko NSO njeno površino.

Zato se lahko uporabi zmanjšanje kapsule skupini OPS kovin za določitev celotne biokompatibilnost. Eno izmed dejstev, posredno potrjuje veljavnost te predpostavke je v obratnem sorazmerju z obsegom in NSO sposobnost osteoblastov, da držijo v preskusnem materialu.

Spodnji NSO, bolje celice so pritrjeni na kovinsko površino.

Učinek obratnem polarizacijske upornosti kovinskih površin za pritrditev sposobnosti osteoblastov

Ta ugotovitev je podprta z na primer oksidiran Zr-2.5Nb zlitine, ki ima najnižjo inverzno polarizacijske upornosti in prikazuje najvišjo stopnjo vezave osteoblastov (Babu s sod., 1995- Kovacs Davidson, 1996).

Podobne rezultate smo dobili v našem laboratoriju, ki ga preučuje sposobnost celic kostnega mozga, da držijo oksidirani in ne-kislo titana. To je bilo, da je obseg vezave celic za umetno tvorjen z anodno oksidacijo prisilni dioksida klorovodikovo površino z visoko kontaktno upornost 2,5-krat višja od čistega titana.

Drug primer empirične korelacije med OPS in potencialni kazalnik biokompatibilnostnih pritrjevanje bakterij zastopanih v sliki, ki kaže, da je zmožnost Streptococcus sanguis adhezije odvisen od TSO (Babu s sod., 1995- Kovacs Davidson, 1996).

Učinek obrnjene površine polarizacijske upornosti o sposobnosti bakterijskih celic, da glede na kovinski površini

Zanimivo je omeniti, da je v tem primeru višja vrednost ustreza OPS zmanjša bakterijsko prilogo. To seveda pomeni, da je lahko večja elektrokemijski reakcija med zlitine in medijem ovirati adhezijo teh bakterij.

Ti podatki dvig zanimivo vprašanje o potencialni vlogi kakovosti in količine korozijskih produktov za zaplembo nekaterih bakterij. Teoretično je težko razložiti.

Očitno je bistvena razlika v porazdelitvi takih adhezijskih molekul in receptorjev ali elektrostatičnega naboja med strukturo bakterijskih in živalskih celičnih membran.

Predstavljeni podatki zahtevajo dodatne raziskave.

AV Karpov VP Shakhov
Zunanji sistem za fiksiranje in regulatorni mehanizmi optimalno biomehanika

Zdieľať na sociálnych sieťach:

Príbuzný