Получение кальций-фосфатного покрытия микродуговым методом. Структура и свойства биокомпозита на основе титана с кальций-фосфатными покрытиями тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.11, кандидат технических наук Шашкина, Галина Алексеевна

• Шашкина, Галина Алексеевна
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Шашкина, Галина Алексеевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ

В МЕДИЦИНЕ

1.1. Керамические биоматериалы

1.1.1. Гидроксилапатит

1.1.2. Р-трикальцийфосфат

1.1.3. Керамика на основе фосфатов кальция

1.1.4. Биологические свойства керамических биоматериалов

1.2.Металлы и их сплавы, используемые в медицине

1.2.1. Титан как материал для изготовления ортопедических имплантатов

1.2.2. Титановые сплавы

1.2.3. Ультрамелкозернистый титан

1.2.4. Методы создания ультрамелкозернистой структуры в титане

1.2.5. Биологические свойства титана

1.3. Композиционные материалы

1.3.1. Классификация композиционных материалов

1.3.2. Композиционные материалы «титан - кальций-фосфатное покрытие». Структура и свойства

1.3.3. Методы формирования кальций - фосфатных покрытий на поверх-ф ности титана и титановых сплавов

1.3.4. Модификация структуры и свойств композиционных материалов «титан - кальций-фосфатное покрытие» методами термообработки

1.3.5. Биологические свойства композиционных материалов «титан - кальций-фосфатное покрытие»

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Получение кальций-фосфатного покрытия микродуговым методом. Структура и свойства биокомпозита на основе титана с кальций-фосфатными покрытиями»

Несмотря на огромный успех в области внешней фиксации переломов, существует проблема расшатывания элементов аппаратов внешней фиксации, связанная с ухудшением границы кость / имплантат. В связи с этим, появились металлические имплантаты с покрытием из фосфатов кальция, которое имитирует поверхность костной ткани. Благодаря пористой структуре кальций-фосфатных покрытий (Са-Р), кость врастает в поверхность имплантата и фиксирует его. Формирование на поверхности имплантата Са-Р керамического покрытия придает имплантатам биоактивные свойства, что способствует долговечному соединению имплантата с костью. Фазовый состав Са-Р покрытий должен быть аналогичен минеральному составу костной ткани. На сегодняшний день существуют разнообразные способы формирования Са-Р покрытий на поверхности металлов. Наиболее технологичным и все чаще применяемым является микродуговой метод формирования покрытий в водных растворах электролитов, который позволяет наносить покрытия на объекты сложной формы. Формирование покрытий в микродуговом разряде обусловлено протеканием высокотемпературных химических реакций в зоне локальных микроплазменных разрядов. Имплантаты с микродуговыми Са-Р покрытиями используются в ЦОММ СО РАМН. Работы по созданию биоматериалов с микродуговыми Са-Р покрытиями ведутся в ИФПМ СО РАН. Несмотря на всю привлекательность Са-Р покрытий, их использование связано с рядом технологических сложностей их формирования на поверхности металлической матрицы с заданными составом и свойствами. Фазовый состав и структура таких Са-Р покрытий хорошо исследованы и обладают удовлетворительным комплексом необходимых свойств (химических и биологических). Основными недостатками этих покрытий являются: присутствие свободного титана в покрытии при нанесении его на

9+ 'Я титановую подложку и чрезвычайно низкое соотношение [Са] / [РО4] "=0,1 -0,3, что может отрицательно сказываться на биологических свойствах имплан-татов. Поэтому усовершенствование старых и разработка новых методов формирования Са-Р покрытий с фазовым и элементным составом, близким к минеральному составу костной ткани до сих пор являются актуальными и важными проблемами, имеющими практическое и фундаментальное значение. Цель работы:

Создание Са-Р покрытий с фазовым и элементным составом, близким к минеральному составу костной ткани, и изучение физико-механических и биологических свойств материала «титан - кальций-фосфатное покрытие». Для достижения заданной цели были поставлены следующие задачи:

1. модификация состава электролитов для микродугового формирования покрытий на поверхности титановых имплантатов с повышенным содержанием кальция и с фазовым составом, близким к минеральному составу костной ткани;

2. исследование морфологии, фазового и элементного состава кальций-фосфатных покрытий;

3. исследование влияния термообработки на морфологию, фазовый и элементный составы кальций-фосфатных покрытий;

4. исследование механических свойств биоматериалов «титан - Са-Р покрытие»;

5. биологическая аттестация биоматериала «титан - кальций-фосфатное покрытие».

Научная новизна работы:

1. Установлено, что содержание кальция в кальций-фосфатных покрытиях, сформированных микродуговым методом, зависит от концентрации ионов кальция в дисперсионной среде используемого электролита.

2. Показано, что введение в электролит на основе Н3РО4 и Саю(Р04)б(0Н)2 дополнительно карбоната кальция СаСОз обеспечивает повышение концентрации ионов кальция в электролите и повышение содержания кальция в покрытии, формирование в Са-Р покрытиях (3-Са3(Р04), который входит в состав костной ткани и титаната кальция СаТЮз, при этом соотношение [Са]/[РС>4] увеличивается более чем в 3 раза.

3. Установлено, что перевод крупнокристаллического титана в ультрамелкозернистое состояние методами интенсивной пластической деформации приводит к повышению прочностных свойств - предела прочности при растяжении, усталостной прочности - биокомпозита «титан - кальций-фосфатное покрытие».

4. Установлено, что присутствие в кальций-фосфатном покрытии, нанесенном на поверхность титана микродуговым методом, /?-трикальцийфосфата у#-Саз(Р04) и титаната кальция СаТЮз обеспечивает зарождение и рост костной ткани на поверхности биокомпозита «титан - кальций-фосфатное покрытие». Практическая ценность

1. Предложен состав электролита на основе Н3Р04 и Cai0(PO4)6(OH)2 с добавлением СаСОз для нанесения Са-Р покрытий на поверхность титановых им-плантатов с повышенным содержанием кальция, в состав которых входит /2-трикальцийфосфат.

2. Биоматериал «ультрамелкозернистый титан - Са-Р покрытие» обладает требуемым уровнем механических свойств, которые на порядок превышают механические свойства костной ткани.

3. Биоматериал на основе ультрамелкозернистого титана и микродугового Са-Р покрытия рекомендован к использованию в медицинской практике (Акт внедрения, выданный ЦОММ СО РАМН, г. Томск).

Положения, выносимые на защиту:

1. Состав электролита на основе фосфорной кислоты Н3Р04 и гидрокси-лапатита Саю(Р04)б(0Н)2 с добавлением карбоната кальция СаСОз для микродугового нанесения кальций-фосфатных покрытий на титановую подложку, обеспечивающий молярное соотношение [Са] / [Р04] '= 0,7.

2. Совокупность экспериментальных данных по влиянию структурного состояния титановой подложки и состава электролита для микродугового нанесения Са-Р покрытий на фазовый, элементный состав и морфологические особенности кальций-фосфатных покрытий.

3. Результаты механических испытаний, подтверждающих требуемый уровень прочностных свойств биоматериала на основе ультрамелкозернистого титана и кальций-фосфатного покрытия с высоким содержанием кальция для использования в ортопедии и травматологии.

Данная работа носит прикладной характер. Результатом данной работы является разработка Са-Р покрытия с высоким содержанием кальция и полная аттестация биоматериала «титан - Са-Р покрытие», которая показала, что данный материал может быть использован в травматологии и ортопедии при лечении различных травм и при остеосинтезе. Апробация работы:

По результатам исследований были сделаны доклады на следующих конференциях: European Medical and Biological Engineering and Computing Congress EMBEC'99, - Vienna, Austria, 1999; The European Bioceramics Conference, - Bologna, Italy, 2000; Sixth World Biomaterials Congress, - Hawaii, USA, 2000г.; VII Российская научная студенческая конференция, - Томск, ТГУ, Россия, 2000г.; I Международная студенческая конференция, - Томск, ТПУ, Россия, 2001г.; Международная конференция физико-химия ультрадисперсных (нано) систем, -Томск, Россия, 2001г.; Межведомственный семинар «Новые технологии в медицине», - Новосибирск, Россия, 2001г.; VII International conference CADAMT'2003r., - Tomsk, Russia; Научная конференция по итогам работы в 2003г. в рамках Программы «Фундаментальные науки - медицине», - Москва, Россия, 2003г.; Всероссийская молодежная научная конференция «Материаловедение, технологии и экология в III тысячелетии», - Томск, Россия, 2003г.; X Юбилейная международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии», - Томск, ТПУ, Россия, 2004г.; 8~ Korea - Russia International symposium on science and technology KORUS'2004, - Tomsk, Russia; Ш Международная конференция «Фазовые превращения и прочность кристаллов», - Черноголовка, Россия, 2004г.; XLIII Международная конференция «Актуальные проблемы прочности», - Витебск, Беларусь, 2004г.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 23 печатных работы, из них 8 статей в центральных российских и зарубежных журналах и 8 статей в сборниках трудов российских и международных конференций,

Работа выполнена в рамках комплексного проекта ИФПМ СО РАН «Исследование роли диффузионно-контролируемых процессов в формировании структуры и упруго-пластических свойств многоуровневых наноструктурных композитов с металлической матрицей. Разработка на их основе перспективных материалов»; при финансовой поддержке следующих программ и грантов: проект №11.1 по Программе Президиума РАН «Фундаментальные науки - медицине», РФФИ-БРФФИ, грант № 04-02-81038 Ве12004а, РФФИ грант № 05-0332617, РФФИ грант № 05-02-08179офиа. Объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводов, списка использованной литературы (196 наименований) и приложения. Диссертация изложена на 184 страницах машинописного текста, содержит 21 таблицу и 51 рисунок.

Заключение диссертации по теме «Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов», Шашкина, Галина Алексеевна

выводы

1. Введение в электролит на основе фосфорной кислоты Н3РО4 и гидро-ксилапатита Саю(Р04)б(0Н)2 карбоната кальция СаСОз обеспечивает дополнительный источник кальция и позволяет повысить содержание кальция в 3 раза по сравнению с ранее применяемыми в медицине покрытиями.

2. Установлено, что дополнительное введение в состав электролита карбоната кальция СаСОз обеспечивает синтез трикальцийфосфата /?-Саз(Р04)2 в покрытии, являющегося "материалом" для роста костной ткани и СаТЮ4, обуславливающего остеокондуктивные свойства покрытия.

3. Установлено, что структурное состояние титановой подложки не оказывает влияния на морфологию и фазовый состав микродуговых кальций-фосфатных покрытий.

4. Термообработка при 1073 К кальций-фосфатных покрытий, сформированных микродуговым методом в электролите на основе фосфорной кислоты Н3РО4, гидроксилапатита Саю(Р04)6(0Н)2 и карбоната кальция СаСОз на подложку из крупнокристаллического титана не приводит к разрушению покрытий, что позволяет их использовать при изготовлении имплантатов с низкой степенью биорезорбции.

5. Нанесение кальций-фосфатных покрытий на поверхность титановой подложки не снижает прочностных свойств биокомпозита «титан - кальций-фосфатное покрытие» по сравнению с «чистым» титаном.

6. Формирование в титановой подложке ульрамелкозернистого состояния существенно повышает прочностные свойства биоматериала в целом. Термообработка при 473 К не оказывает влияния на УМЗ состояние титановой подложки и сохраняет прочностные свойства на требуемом уровне, что позволяет безопасно подвергать стерилизации готовый биоматериал.

7. Кальций-фосфатные покрытия, сформированные микродуговым методом в электролите на основе фосфорной кислоты Н3РО4 и гидроксилапатита Саю(Р04)б(0Н)2 с добавлением карбоната кальция СаСОз на поверхность титана, обладают высокой биологической активностью, способствуют формированию костной ткани и могут успешно использоваться в травматологии и ортопедии.

163

Заключение

Проведенные биологические тестирования показали, что замена подложки из крупнокристаллического титана на УМЗ титан не оказывает какого-то бы ни было влияния на цитотоксические свойства титана.

Формирование на поверхности титана Са-Р покрытий, как в исходном электролите, так и в модифицированном электролите, придают биоматериалу биоактивные свойства, тем самым, повышая его биосовместимость.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Шашкина, Галина Алексеевна, 2006 год

1. Lacefield W. An introduction in bioceramics. New-York. 1996. - p. 375.

2. И. А. Щепеткин. Кальций-фосфатные материалы в биологических средах // Успехи современной биологии. 1995, том 115, - №1, - с. 60 - 73.

3. Б. А. Жилкин, Ю. И. Денисов-Никольский, А. А. Докторов. Структурная организация минерального компонента пластинчатой кости и процесс его формирования // Успехи современной биологии. 2003, том 123, - №6, - с. 590 - 598.

4. А. В. Карлов, В. П. Шахов. Системы внешней фиксации и регуляторные механизмы оптимальной биомеханики. Томск. 2001. - 478 с.

5. Larry L. Hench. Bioceramics // Journal of the American ceramics Society. Vol. 81. №7. 1998. p. 1705-1725.

6. Лысенок Л. H. Остеозамещающие материалы на основе фосфатов кальция в зеркале биоматериаловедения // Новое в стоматологии, 1997, спец. выпуск, № 6 (56),-с. 61-73.

7. Н. М. Лонгинова, Н. А. Козырева, С. В. Липочкин. Физико-химические свойства гидроксилапатита, полученного методом осаждения // Стекло и керамика. 2000,-№5,-с. 24-25.

8. Е. Ф. Медведев. Керамические и стеклокерамические материалы для костных имплантатов // Стекло и керамика, 1993, № 2, - с. 18 - 20.

9. В. К. Попов, А. П. Краснов, А. И. Воложин, С. М. Хоудл. Новые биоактивные композиты для регенерации костных тканей // Перспективные материалы. 2004, №4, - с. 49 - 57.

10. Трезубов В. Н., Штейнгарт М. 3., МишневЛ. М. Прикладное материаловедение. Учебник для стоматологических ВУЗов. СПб.: Специальная литература, 1999.-324 с.

11. ThullR. Naturwissenschaftliche Aspekte von Werkstoffen in der Medizin // Naturwissenschaften. 1994. -№ 81. - S. 481 - 488.

12. П. Д. Саркисов, H. Ю. Михайленко, В. M. Хавала. Биологическая активность материалов на основе стекла и ситаллов // Стекло и керамика, 1993, -№ 9 10, - с. 5 - 11

13. JI. Лысенок. Путь от открытия до теоретических концепций Колумба биокерамики профессора Ларри Хенча. Проблемы современного биоматериаловедения (обзор) // Клиническая имплантология и стоматология. 1997, - № 9, - с. 59 -63.

14. Биосовместимость. Под ред. В. И. Севастьянова. М., 1999, 368 с.

15. Б. И. Белецкий, В. И. Шумский, А. А. Никитин, Е. Б. Власова. Биокомпозиционные кальцийфосфатные материалы в костно-пластической хирургии //

16. Стекло и керамика. 2000, №9, - с. 35 - 37.

17. Е. Ф. Медведев. Керамические и стеклокерамические материалы для костных имплантатов // Стекло и керамика. 1993, №2, - с. 18 - 20.

18. Чумаевский И. А., Орловский В. П., Ежова Ж. А., Минаева Н. А., Родиче* ва Г. В., Стеблевский А. В., Суханова Г. Е. Синтез и колебательные спектры ® гидроксилапатита кальция // Журнал неорганической химии. 1992, том 37. выпуск 7, - с. 1455 - 1457.

19. Орловский В. П., Суханова Г. Е., Ежова Ж. А., Родичева Г. В. Гидроксиапа-титовая биокерамика // Журнал Всесоюз. хим. об-ва им. Д. И. Менделеева. 1991, том 36, №6, - 683 - 688.

20. В. В. Трофимов, В. А. Клименов, В. Б. Казимировская, JL А. Мансурова. Ис-® следование биологической совместимости гидроксиапатита // Клиническая имплантология и стоматология. 1996, № 5, - с. 20 - 22.

21. Cao W., Hench L. L. Bioactive materials // J. Mater. Sci. 1996. V.22, №6, - p.493 507.

22. Кибальчиц В., Комаров В. Ф. Экспресс-синтез кристаллов гидроксиапатита // Журнал неорг. химии. 1980. Т. 25, № 2, - с.565 - 567.

23. Kokubo Т. Potential of ceramics as biomaterials // Ceramics and Society. 1995.

24. Орловский В. П., Ежова Ж. А., Родичева Г. В. и др. Структурные превращения гидроксиапатита в температурном интервале 100 1600°С. // Журнал неорг. химии. 1990. Т. 34, - № 5, - с. 1337.

25. Орловский В. П., В. С. Комлев, С. М. Баринов. Гидроксоапатит и керамика• на его основе //Неорганические материалы. 2002, том 38, - №10, - с. 1159 — 1172.

26. А. Ю. Малышева, Б.И.Белецкий. Регулирование биологической совместимости апатитсодержащих имплантационных материалов // Неорганические материалы. 2001, том 37, - №2, - с. 233 - 236.

27. Yoshio A., Toshihito K., Yoshohiro A. Sinteringand behaviour at compression of cerawmics with skeleton form {3-TCP // J. Am. Ceram. Soc. 1997, V. 80, -№ 1, - p.• 225-231.

28. Legeros R. Z. Variability of P-TCP/YAP ratios in sinters "apatites" // Dent. Res. 1986,-V. 65, p.292.

29. J. Moore. Phosphate minerals. Berlin, 1984, - 420 p.

30. Швед С. И. Кальцийфосфатные материалы в биологическиз средах // Успехи современной биологии. 1995, т. 115, - вып. 1, - с. 58 - 73.

31. Леонтьев В. К. Биологически активные синтетические кальцийфосфатсо-держащие материалы для стоматологии // Стоматология. 1996, т. 75, - №5, - с. 4-6.

32. JL А. Иванченко, Н. Д. Пинчук, А. А. Крупа, Т. И. Фальковская. Структура и свойства композиционного материала на основе гидроксилапатита // Стекло и керамика. 2003, -№6, с. 30-31.

33. А. Ю. Малышева, Б. И.Белецкий, Е. Б. Власова. Структура и свойства композиционных материалов медицинского назначения // Стекло и керамика. 2001,- №2, с. 28-31.

34. В. Н. Анциферов, С. Н. Пещеренко. Пористые вещества как новый класс материалов // Перспективные материалы. 2000, №5, - с. 5 - 8.

35. CorreiaR. N., Magalhaes M.C.F., Marques P.A.A.p. Wet syntesis and characterization of modified hydroxyapatite powders. // 12- European conference on biomate-rials, Porto, Portugal; 1995. - p.61.

36. Guicheux J., Grimandi G., Trecant M., Faivre A., Takahashi S., Daculsi G. Bi-phasic calcium phosphate ceramics as a bone drag delivery system for human growth hormone. // 12- European conference on biomaterials, Porto, Portugal; 1995. -p.45.

37. Hing K. A., Lee D., Best S. M., Bonfield W. An in vitro study of the response of osteoblasts to porous hydroxyapatite. // 12- European conference on biomaterials, -Porto, Portugal; 1995.-p. 146.

38. Neom M., Voigt C., Herbst., Gross U. Osteoblastic reaction at the inteface between surface-active materials and bone: a study using in situ hybridization. // 12-European conference on biomaterials, Porto, Portugal; 1995. - p. 166.

39. Lutao E., Barbosa M. A. de Groot K. In vitro calcification on orthopaedic implant materials. // 12- European conference on biomaterials, Porto, Portugal; 1995. -p.61.

40. Bohne W., Poezat J. A., Daculsi G. Morphological consequences of heating process on Ca/P crystals and biological considerations. // 4th World Biomaterials Congress Berlin abstract. 1992. - p. 1.

41. Delecrin J., Passuti N., Poyer J., Daculsi G., Maugars Y. Biphasic calcium phosphate as a bone graft substitute for spine fusion: stiffness evaluatuin. // 4th World Biomaterials Congress Berlin abstract. 1992. - p. 644.

42. В. В. Шумкова, В. M. Погребенков, А. В. Карлов, В. В. Козин, В. И. Верещагин. Гидроксилапатит волластонитовая биокерамика // Стекло и керамика. 2000,-№10,-с. 18-20.

43. Trecant М., Delecrin J., NguenJ. М., RoyerJ., Passuti., Daculsi G. Influence of post- implantation physico-chemical changes in a macro-porous ceramic on its mechanical strength. // 12- European conference on biomaterials, Porto, Portugal; 1995.-p.98.

44. Pietters Y., Verbeeck R. M. Carbonate incorporation in homogeneously precipitated calcium hydroyapatite obtained by hydrolysis of octacalciumphosphate. // 12-European conference on biomaterials, Porto, Portugal; 1995. - p.78.

45. Gratti A. M., LeGeros R. Z., Monare E., Tanza D. Transformation of different calcium phosphates after implantition. // Proceedings of the 13- Int. Symp. on ceramics in medicine, Bologna, Italy; 2000. - pp. 409 - 421.

46. Mainard D., Galois L., Bordji K., Clement D. & Delagoutte J. P. Врастание кости в пористую керамику с различным размером пор // Proc. Fifth World Biomate-rial Congress. Toronto (Canada). - 1996. - p. - 429.

47. Jansen J. A., Caullier H., Wolke J.G.C., Kalk W., Naert L. A histological and his-timorphometrical evaluation of calciumphosphate (Ca-P) coated maxillary implants. // 12- European conference on biomaterials, Porto, Portugal; 1995. - p. 53.

48. ThullR. Werkstoffkundiche Oberlacheneigenschaften knochenimplantier-barier Biomaterialien // Jahrbuch fur Orale Implantologie, Quntessenz Verlag. 1994. - S. 55-69.

49. Гуляев А. П. Металловедение. -M.: «Металлургия», 1977. 648 с.

50. Лахтин Ю. М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М.: «Машиностроение», 1990. - 528 с.

51. Технология редких и рассеянных элементов. М.: Химия, 1978. - 344 с.

52. Thull R. Implantatwerkstoffen fur die Endoprothetik. Berlin: Schiele und Schon.

53. Ikarashi Y., Tsuchiya Т., Nakamura A. Tissue reactions and sensitization of chromium, titanium and zirconium alloys // Proc. Fifth World biomaterials Congress. Toronto (Canada). - 1996. - P. 10.

54. Medical applications of titanium and its alloys: the material and biological issues. American Society for Testing and Materials, USA; 1996. 475 p.

55. Steinemann S. G., Persen S. M. Titanium Alloys as Metallic Biomaterials // Ti'84 Science and Techology, DGM, 1984.

56. Корнилов И. И. Титан. Источники, составы, свойства, металлохимия и применение. М.: Наука, 1975. - 308 с.

57. Томашев Н. Д., Альтовский Р. М. Коррозия и защита титана. М.: Машгиз, 1963.

58. Лучинский Г. П. Химия титана. М.: Химия, 1971.

59. Щербаков А. М. Кинетика растворения титана и влияние легирующих добавок иттрия, лантана и церия на кинетические параметры // Защита металлов, -М.; том 36. №3, - с. 255 - 257.

60. Цвиккер У. Титан и его сплавы. М.: «Металлургия», 1979. - 512 с.

61. Солонина О.П., Глазунов С. Г. Титановые сплавы. Жаропрочные титановые сплавы. М.: Металлургия, 1976. - 448 с.

62. Колачев Б. А. и др. Механические свойства титана и его сплавов. М.: Металловедение, 1974.-543 с.

63. Thull R. The long-term stability of metallic materials for use in joint endoprothe-ses // Medical progress through technology, Springer-Verlag. 1977. - № 5. - p. 103 -112.

64. Глазунов С. Г., Моисеев В. Н. Титановые сплавы. Конструкционные титановые сплавы. М.: Металлургия, 1974. - 368 с.

65. Tiimmler Н. P. Oberflascheneigenschaften von Titan und Tantal fur Implantante. Dissertation FAU. Universitat Erlangen-Niirnberg, 1986.

66. Улумбекова Э. Г., Челышева Ю. А. Гистология (введение в патологию). -М.: ГЭОТАР, 1997.-960 с.

67. Thull R. Titan in der Zahnheilkunde-Grundlangen // Z. Mitteilungen. 1992. - V. 82.-S. 39-45.

68. Томашев H. Д. Теория коррозии и защиты металлов. М.: Изд-во АН СССР, 1960.

69. Breme J., Zhou Y. Metall/Keramik Verbundwerkstoffe fur die Medizintechnik, insbesondere fur die Endoprothetik // Die zementierete Huftendoprothese.-1994.-B.15.-S.77-85.

70. Вильяме Д. Ф., Роуф P. Имплантаты в хирургии. М.: Медицина, 1978. — 552 с.

71. Elagli К., Hildebrand Н. P., Breme J. Biocompatibility tests of titanium alloys in a cell culture system // Proc. Congree Mondial d'lmplantologie et de Biomateriaux. -Paris, 1989.

72. Maeusli P. A., Bloch P. R., Geret V. Surface Characterization of Titanium and Tith

73. Alloys. Biological and Biomechanical Perfomance of Biomaterials // Proc. of the 5 European Conference on Biomaterials. Paris (France), 1985.

74. Thull R. Naturwissenschaftliche Aspekte von Werkstoffen in der Medizin // Na-turwissenschaften. 1994. - № 81. - S. 481 - 488.

75. Solar R. I., Pollack S. R., Karostoff E. In vitro corrosion testing of titanium surgical implant alloys: An approach to understanding titanium release from implants // J. Biomed. Mater. 1979. - №13. - p. 217.

76. Ellingsen J. E. Pre-treatment of titanium implants with sodium fluoride improvesththeir retention in bone. // 12ш European conference on biomaterials, Porto, Portugal; 1995.-p.37.

77. Smith G. K. Systematic biocompatibility of metallic surgical implants / Systematic Aspects of Biocompatibility / D. F. Williams, Ed. CRC Press inc. Boca Raton, Florida, 1981.-V. II.-p. 1-22.

78. Gomi K., Saiton S., Kanazashi M., Arai Т., Nakamura J. The effects of titanium surface roughness on cell morphology // Proc. Fifth World Biomaterial Congress. -Toronto (Canada). 1996. - p. - 741.

79. Латыш В. В., Мухаммедов Ф. Ф., Рааб Г. И., Валиев Р. 3. Разработка и исследование технологических методов получения нанокристаллического титана для ортопедии и травматологии // Актуальные вопросы ортопедии и травматологии. Уфа. - 1997. - с. 74 - 79.

80. Морохов И. Д., Трусов Л. Д., Лаповок В. И. Физические явления в ультрадисперсных средах. М.: Наука, 1984.

81. Kolobov Yu. R., Karlov A. V., Kashin O.A. et al. Development of submicrocrys-talline titanium with bioactive coatings for producing of orthopaedics implats // 6th World Biomaterials Congress Kamuela. Hawaii, 2000. - h. 1224.

82. Валиев P. 3., Александров И. В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. М.: Логос, 2000. - 272 е.: ил.

83. Зернограничная диффузия и свойства наноструктурных материалов /Ю. Р. Колобов, Р. 3. Валиев, Г.П. Грабовецкая и др. Новосибирск: Наука, 2001. -232 с.

84. Ю. Р. Колобов, О. А. Кашин, Е. Ф. Дударев, Р. 3. Валиев, В. В. Столяров, Е.Е., Сагымбаев. Высокопрочный Наноструктурный титан для медицинских имплантатов // Перспективные материалы. 2001, №6, - с. 55 - 60.

85. Ю. П. Шаркеев, А. Д. Братчиков, Ю. Р. Колобов, А. Ю. Ерошенко, Е. В. Легостаева. Наноструктурный титан биомедицинского назначения // Физическая мезомеханика, 2004, том 7, спец. выпуск с. 107 - 110.

86. GleiterH. Nanostructured materials: state of the art and perspectives // Nanos-tructured materials. 1995. - V. 6. - №1 - 4. - P. 3 - 14.

87. Birringer R., HerrU., GleiterH. Nanocrystalline materials a first report // Trans. Japan Inst. Met. - 1986. - № 27. - P. 43 - 52.

88. Андриевский P. А., Глезер A. M. Размерные эффекты в нанокристалличе-ских материалах. II. Механические и физические свойства. // ФММ. 2000. Т. 89. №1. С. 91-112.

89. Сагымбаев Е. Е. Закономерности формирования структуры и свойства композитов титановый сплав биопокрытие. Автореферат канд. техн. наук. — Томск, 2001.

90. Лурье Ю. Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1979. -с 345.

91. Левина Э. Н. Кобальт и его соединения / Вредные вещества в промышленности.-Л.: Химия, 1977.-с. 531 -543.

92. Левина Э. Н. Никель и его соединения / Вредные вещества в промышленности. — Л.: Химия, 1977. с. 531 - 543.

93. Л. Войнар. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека. М.: Наука. 1960.

94. Сайфуллин Р. С. Неорганические композиционные материалы. М.: Химия, 1983.-304 с.

95. Шаталин А. С., Ромашин А.Г. Новые конструкционные материалы на основе керамики и композитов с керамической матрицей. Часть I. Конструкционные керамические материалы. // Перспективные материалы. 2001. - №4. - с. 5 -16.

96. С. О. Гладков. Математическое описание свойств композитов как самоорганизующихся систем // Перспективные материалы. 2000, №1, - с. 16-20.

97. Антропов JI. И., Лебединский Ю. Н. Композиционные электрохимические покрытия и материалы. Киев: «Техника», 1986. 200 с.

98. К. И. Портной, С. Е. Салибеков, И. Л. Свелов, В. М. Чубаров. Структура и свойства композиционных материалов. -М.: Машиностроение, 1978. 255 с.

99. Р. С. Сайфуллин. Композиционные покрытия и материалы. М.: Химия,1977.-272 с.

100. А. Меткалф. Поверхности раздела в металлических композитах. М.: Мир,1978.-437 с.

101. А. Меткалф. Композиционные материалы с металлической матрицей. М.: Машиностроение, 1978. - 594 с.

102. Geesink R. G. Т. Ten years of НА, what we know // 9th symposium of the international society fortechnjlogy in arthroplasty. 1996, - p. 10.

103. Klaas deGroot, JansenJ. A., WolkeJ. G. C., Klein С. P. А. Т., van Blitterswijk C. A. Developments in bioactive coatings // Hydroxilapatite coatings in orthopaedics surgery.- New-York.-1993.-p 49.-62.

104. Breme J., Zhou Y., Hildebrand H. F. Herstellung und eigenschaften optimierter Hydroxilapatitschichten auf Titanwerkstoffen // Biomedizinische Technik.-1995.-B.40.-S.41-42.

105. Breme J., Zhou Y., Groh L. Development of titanium alloy suitable for an optimized coating with hydroxilapatite // Biomaterials.-1995.- № 16.-p. 144-239.

106. Geesink R. G. T. Hydroxilapatite coated hip implants: Experimentalstadies. Hydroxilapatite coatings in Orthopaedics Surgery//-New-York. 1993. - p. 151 - 170.

107. Miyazaki Т., Fujimori S., Suzuki M., Surface analysis and biocompatibility test of hydroxyapatite coating on titanium. // 4,h World Biomaterials Congress Berlin abstract. 1992.-p. 501.

108. Ogiso M., Yamamura M., Kuo P., Lee R., Borgese D. Comporative in vivo push out test of dense hydroyapatite implant and hydroyapatite coated implant. // 12-European conference on biomaterials, Porto, Portugal; 1995. - p.74.

109. Tuantuan Li, Junhee Lee., Hideki Aoki. Hydroyapatite coatings by dipping method and bone bonding strength. // 12- European conference on biomaterials, -Porto, Portugal; 1995. p.63.

110. Thull R. Development and electrochemical evaluation of two PVD- coatings for implants of titanium // Annual inernational conference of the IEEE engineering in medicine and biology society.-1991.- № 13.-p. 1477 1478.

111. HollekH. Neue Entwicklungen bei PVD- Hartstoffeschichtungen // Metall.-1989.-№ 43.-s.614 624.

112. Thull R. Hartstoffbeschichtungen fur Zahnimplantate zur Verhinderung von Reibkorrosion bei Mikrobewegungen // Z.Zahnarztl Implantol. 1993. - В. IX. - S. 275-280.

113. Filiaggi M. J., Coombs N.A., Pilliar R.M. Characterisation of the interface in the plasmasprayed HA coating / Ti6A14V implant system // J. of Biomed Mat. Res.1991.-№25.-pp. 1211 1229.

114. GabbiC., Borgetti P., Cacchiolli A., Antolotti N., Pitteri S. Physical, chemical and biological characterization of hydroxyapatite coatings of diffentiated crystallinity. // 4th World Biomaterials Congress Berlin abstract. 1992. - p. 5.

115. Cristoffersen J., Christoffersen M. R., JohansenT. Calciun hydroxyapatite: formation and surface reactions. // 12- European conference on biomaterials, Porto, Portugal; 1995. -p.14.

116. Barrere F., Stiger M., Zayrolli P., van Blitterswijk C. A. and de Groot K. In vitro dissolution of various calcium phosphate coatings on Ti6A14V. // Proceedings of the 13- Int. Symp. on ceramics in medicine, Bologna, Italy; 2000: - pp. 67 - 70.

117. Frayssinet P., Hardy D., Delince. Histological analysis if an unfailed HA-coated prothesis implanted for 50 months in human. // 12- European conference on biomaterials, Porto, Portugal; 1995. - p.134.

118. LeitaoE., Barbosa M.A., de Groot K. In vitro calcification of orthopaedic implant materials. // 12- European conference on biomaterials, Porto, Portugal; 1995. -p.61.

119. Sousa S. R., Barbosa M.A. The effect of hydroxyapatite thickness on metal ion release from stainless steel substrates. // 12- European conference on biomaterials, -Porto, Portugal; 1995. p.93.

120. M. Бобкова. Технология тонкой керамики. Минск: Высшая школа, - 1986,- 324 с.

121. Калита В. И. Физика и химия формирования биоинертных и биоактивных поверхностей на имплантатах // Физика и химия обработка материалов. 2000.- №5.-с. 28-45.

122. Serecklan P. Process of application of hydroxylapatite coatings // Hydroxilapa-tite coatings in orthopaedics surgery.- New-York.-1993.-p81-87

123. WengJ., Zhang X., LiuX., MaZ., Ji X., Zyman Z. Further stadies on the plasma-sprayed amorphons phase in hydroxilapatite coatings and it's deamorphiza-tion // Biomaterials. 1993. - № 14. - p. 578 - 582.

124. Rie K.-T., Gebauer A. Plasma assisted chemical vapour deposition of hard coatings with metall-organic compouds //Materials science and engineering. -1991. № 139.-p.61 -66 .

125. Клименов В. А., Иванов А.Б., Карлов A.B. и др. Структура и фазовый состав апатитовых покрытий на имплантатах при плазменном напылении // Перспективные материалы.- Москва.-1997.-:№ 5.- с.44- 49.

126. Ohtsuka Y., Matsuura M. Formation of hydroxilapatite coatings on pure titanium substrates by ion beam dynamic mixing // Surface and coating technology. -1994.-№65.-pp. 224-230.

127. Гордиенко П. С., Василевский В. А., Железнов В. В. Исследование внедре-® ния фосфора в оксидное покрытие титана при электрохимическом оксидировании// Электронная обработка материалов. 1991. -№ 4. - с. 21 -24.

128. Черненко В. И., Снежко Л. А., Папанова И. И. Получение покрытий анод* ноискровым электролизом. Л. : Химия, 1991. - 128 с.

129. Булычев С. И., Федоров В. А., Данилевский В. П. Кинетика формирования покрытий в процессе МДО // Физика и химия обработки металлов. -1993. -№ 6. -с. 53 -59.

130. Петросянц А.А., Малышев В. Н., ФедеровВ.А., Марков Г. А. Кинетикаф изнашивания покрытий, нанесенных методом микродугового оксидирования //

131. Трение и износ.- 1984. Т.5. - № 2. - с. 20 - 21.

132. Малышев В. Н., Булычев С. И. и др. Физико-химические характеристики и Щ износостойкость покрытий, нанесенных методом МДО // Физика и химия обработки материалов. 1985. - № 1. - с. 82.

133. Атрощенко Э. С., Казанцев И. А., Розен А. Е., Голованова Н.В. Области применения и свойства покрытий, получаемых микродуговым оксидированиемtb // Физика и химия обработки материалов. 1996. - № 3. - с. 8 - 11.

134. Ф 151. Гнеденков С. В., Формирование покрытий на титане методом МДО, их состав и свойства. Автореферат канд. хим. наук. Владивосток, 1988.

135. Гордиенко П. С., Гнеденков С. В., Синебрюхов С. Л., Гудовцева В. О. Ан-k тикоррозионные, электрохимические свойства МДО-покрытий на титане //

136. Электронная обработка материалов. 1993. - № 1 (169). - с. 21 -25.

137. Гордиенко П. С., Гнеденков С. В., Синебрюхов С. Л., Завидная А. Г. О механизме роста МДО покрытий на титане // - Электронная обработка материалов.- 1991.-№ 2.-е. 42-46.т

138. Гордиенко П. С., Гнеденков С. В., Хрисанфова О. А., Коныиин В. В., Вос-трикова Н. Г., Чернышев Б. Н. Формирование износостойких покрытий на титане // Электронная обработка материалов. 1990. - № 5. - с. 32 - 35.

139. Fujimori S., Ikarashi Н., Suzuki М and Miyzaki Т. Thin calcium phosphate coatings on titanium by spark discharging in an electrolyte // Proc. Fifth World Biomate-rials Congress. Toronto ( Canada). - 1996. - p. 220.

140. Мамаев A. E., Выборнова С. H., Мамаева В. А. Получение биокерамических покрытий на титане методом микродугового оксидирования и исследование их свойств // Перспективные материалы.- Москва.- 1998.-№6.- с.31-38.

141. Мамаев А. Е., Бутягин П. И. Формирование слоистых градиентных покрытий на алюминии и его сплавах. // Физика и химия обработки материалов.- Москва.- 1998.-№2.- с.51-59.

142. Thull R. Elektrochemische Prufungen von (Ti, Nb)ON beschichteten Dental-legierungen zur Qualitatssicherung // Biomedizinische Technik. - 1991. - № 36. - S. 214-221.

143. John F. K., Stephen D. Cook. Biological profile of calcium-phosphate coatings // Hydroxilapatite coatings in orthopaedics surgery.- New-York.-1993.-p 89-106.

144. Haddow D. В., James P. F., Kothari S., vanNoortR. Characteriszation of sol-gel surfaces for biomedical applications. // 12- European conference on biomaterials, Porto, Portugal; 1995. - p.46.

145. Lausmaa J. The role of surface oxides properties in biological reaction to titanium. // 12- European conference on biomaterials, Porto, Portugal; 1995. - Ciapetti

146. G., Cenni E., Stea S., Pizzoferrato A. Cell-material interaction: in vitro evaluation MTT assay. // 12- European conference on biomaterials, Porto, Portugal; 1995. -p.375.

147. Breme J., WaldewitzV., Burger K. Verbund Titanlegirungen/ A1203 Keramikfur dentale Implantate Entwicklung geeineter Legierungen. StoffVerbunde in Technik und Medizin. Oberursel, 1989.

148. Powder Diffraction File Data Cards, Inorganic Sections, Sets 1 -34, American

149. Society for Testing aterials, Swarthmore, PA.

150. Палатник JI.C. и др. Поры в пленках. -М.: Энергоиздат, 1982.

151. Поветкин В. В., Ковенский И.М. Структура электролитических покрытий. -М.: Металлургия, 1989.

152. X. Вашуль. Практическая металлография. М.: Металлугрия, 1988. 320 с. ф Цобкалло С. О., Баландин Ю. Ф. Новый прибор ППУ-1 для измерения пределаупругости и упругого последействия листовых материалов // Измерительная техника. 1959. - №2, - с. 26 - 31.

153. И. И. Жуковец. Механические испытания металлов. М.: Высшая школа, 1980.- 191 с.

154. В. П. Шахов, И. А. Хлусов, Г. Ц. Дамбаев, К.В.Зайцев, А.Б.Егоров, С. С. Шахова, JI. В. Загребин, С. А. Волгушев. Введение в культуры клеток, биоинженерию органов и тканей. Томск: STT, 2004. - 386 с.

155. Schaschkina G. Untersuchung der elektrochemischen Eigenschaften von Titan mit bioinerten und bioactiven Schichten // Biomedizinische Technik. Liibeck, Deutschland, 2000, Band 45, Erganzungband 1, - s. 537 - 538.

156. Шашкина Г. А., Шаркеев Ю. П., Колобов Ю.Р. Формирование биокерами-® ческих покрытий с высоким содержанием кальция на титане // Перспективныематериалы, 2005, №1, - с. 41 - 46.

157. Стромберг А. Г. Семченко Д. П. Физическая химия. Учебник для ВУЗов.

158. М.: Высшая школа, 1999. 527 с.

159. Карапетьянц М. X., Дракин С. И. Общая и неорганическая химия: Учебник для химико-технологических специальностей. М.: Химия, 1993. - 588 с.

160. JI. Н. Мизеровский, В.В.Виноградов, О.П.Акаев. Электропроводностьсистемы Н20 Н3РО4 и концентрационные особенности ее взаимодействия с ф целлюлозой // Химия и химическая технология, 2001, том 44, вып. 1, - с. 50 53.

161. Клинические и фундаментальные аспекты ортопедии и травматологии. Сборник статей, посвященных 10-летию ЦОиММ ТНЦ СО РАН. Томск, 2003, 164 с.

162. Шашкина Г. А. Исследование биоактивных кальцийфосфатных покрытий на титане, сформированных методом микродугового разряда // Сборник тезисов

163. Фу VII Российской научной студенческой конференции «Физика твердого тела»

164. Томск, ТГУ, Россия, 2000, с. 94.

165. Шашкина Г. А. Структура и фазовый состав биокерамических покрытий на титане // Сборник тезисов II Международной студенческой конференции «Химия и химическая технология в XXI веке», Томск, ТПУ, Россия, 227 с.

166. Золтарский В. С. Механические испытания и свойства металлов. М. «Металлургия», 1974.-305 с.

167. В. М. Горицкий, В. Ф. Терентьев. Структура и усталостное разрушение ме таллов. М.: Металлургия, 208 с.

168. Абросимов В. Г., Лапцевич В. Н. Способ оценки адгезионной стойкости упрочняющих покрытий к водородному износу / Описание изобретения к патенту Российской Федерации RU 2037807 С1.

169. РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК

170. СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ Приложение 1

171. Томский научный центр Центр ортопедии и медицинского материаловедения

172. Россия, 634029, Томск пер. Плеханова, 5

173. Fax: [phone] Тел.: (382 2} 528165 Клиника: (382 2) 558746 E-mail: оПкч'Г//чд>тт («insk.ru3 or 12 января 200(> г.1. АКТ ВНЕДРЕНИЯ

174. Член Постоянного Международного

175. Научного Комитета (Италия),

176. Лауреат премии им. Жака Дк^парг» (EFFORT- 2005),

177. Профессор новосибирскоф^фу^йрст^ного

178. Медицинского Университета /?д.м. н ■ ЩЩ,'''''IP" -угГ А.В. Карлов