Wyższa Szkoła Inżynierii Dentystycznej w Ustroniu

Transkrypt

1 Wyższa Szkoła Inżynierii Dentystycznej w Ustroniu ODPORNOŚĆ DRUTÓW ORTODONTYCZNYCH Z PAMIĘCIĄ KSZTAŁTU TYPU Ni-Ti W PŁYNACH USTROJOWYCH ZAWIERAJĄCYCH JONY FLUORKOWE. Edyta Ciupek Promotor: prof. zw. dr hab. inż. J. Zabrzeski

2 Wprowadzenie XXI wiek charakteryzuje się bardzo dynamicznym rozwojem zarówno materiałów, jak również technik w dziedzinie medycyny. Naukowcy podjęli wiele prób stworzenia nowoczesnych materiałów, które uwzględniałyby wszelkie aspekty biologiczne. Do grupy tych materiałów zaliczamy biomateriały, w których swoje miejsce znalazł tytan oraz jego stopy, szczególnie NITINOL, który dostał miano materiału inteligentnego.

3 Cel pracy Celem pracy jest określenie odporności korozyjnej stopu typu GREEN ELGILOYw kształcie drutu o średnicy 0,16 mm w różnych płynach ustrojowych: Ringera, sztucznej krwi (SBF), Hank a, Tyrode a oraz sztucznej śliny zawierających jony fluorkowe (0,01 M KF) po 10-dniowej ekspozycji w warunkach stanu zapalnego (temperatura roztworu korozyjnego 37 C). Zmiennymi parametrami w wykonanych badaniach było stężenie jonów w poszczególnych płynach ustrojowych.

4 Przygotowanie roztworu powłokowego Do badań wykorzystano 5 płynów ustrojowych o następujących składach chemicznych: Składnik Stężenie [g/dm 3 ] NaCl 8,60 KCl 0,30 CaCl 2 0,48 Tab.1. Skład chemiczny roztworu Ringera.

5 Składnik StęŜenie [mmol/dm 3 ] Na K + 3,60 Ca 2+ 2,12 Mg 2+ 1,0 Cl HCO ,0 HPO - 4 1,0 SO 2-4 0,65 Tab.2. Skład chemiczny roztworu sztucznej krwi (SBF). Składnik StęŜenie [g/dm 3 ] NaCl 8,0 KCl 0,40 CaCl 2 6H 2 O 0,365 K 2 HPO 4 0,06 MgCl 2 6H 2 O 0,10 MgSO 4 7H 2 O 0,10 NaHCO 3 0,35 Na 2 HPO 4 12H 2 O 1,21 ph 6,9 Tab.3. Skład chemiczny roztworu Hank a.

6 Składnik StęŜenie [g/dm 3 ] Składnik StęŜenie [g/dm 3 ] NaCl 8,0 KCl 0,20 CaCl 2 0,20 NaH 2 PO 4 0,05 MgCl 2 6H 2 O 0,10 NaHCO 3 1,0 ph 6,9 Tab.4. Skład chemiczny roztworu Tyrode a. NaCl 0,40 KCl 0,40 Na 2 S 0,005 Na 2 HPO 4. H 2 O 0,690 CaCl 2. 2H 2 O 0,795 (NH 2 ) 2 CO 3 1,0 Kwas mlekowy Do ph = 2,7 Tab.5. Skład chemiczny roztworu sztucznej śliny (stan zapalny).

7 Procedura przygotowania próbek W celu właściwego przygotowania powierzchni GREEN ELGILOYw kształcie drutu o średnicy 0,16 mm wykonano następujące operacje: Przemywanie wodą destylowaną; Suszenie; Odtłuszczanie w acetonie, w płuczce ultradźwiękowej w czasie 30 min; Ponowne suszenie.

8 Metodyka wykonywania badań Elektrochemiczne pomiary stałoprądowe służące do oceny odporności korozyjnej, polegały na rejestrowaniu krzywych polaryzacyjnych w konwencjonalnym układzie trójelektrodowym. Układ pomiarowy całkowicie zautomatyzowany składał się z naczyńka pomiarowego, potencjostatu oraz komputera. Przed rozpoczęciem pomiaru próbka przebywała określony czas w danym roztworze sztucznej śliny. Następnie próbka była poddawana polaryzacji w kierunku anodowym z szybkością 1 mv/s rozpoczynając od 400 mv(względem potencjału korozyjnego).

9 Urządzenia wykorzystane podczas badań Potencjostat Elektrochemiczne naczyńko pomiarowe Układ pomiarowy, służący do elektrochemicznych pomiarów stałoprądowych

10 Krzywe potencjodynamiczne stopu GREEN ELGILOY w kształcie drutu ortodontycznego o średnicy 0,16 mm w różnych płynach ustrojowych zawierających jony fluorkowe po 10-dniowej ekspozycji.

11 Potencjał stacjonarny (E ) stopu GREEN ELGILOY w kształcie drutu ortodontycznego o średnicy 0,16mm po 10-dniowej ekspozycji w różnych płynach ustrojowych zawierających 0,01 M KF.

12 Gęstość prądu katodowego ( i KATODOWY) stopu GREEN ELGILOY kształcie drutu ortodontycznego o średnicy 0,16mm po 10-dniowej ekspozycji w różnych płynach ustrojowych zawierających 0,01 M KF.

13 Potencjał przejścia katodowo-anodowego (E K-A) stopu GREEN ELGILOY w kształcie drutu ortodontycznego o średnicy 0,16mm po 10-dniowej ekspozycji w różnych płynach ustrojowych zawierających 0,01 M KF.

14 Potencjał zarodkowania wżeru stopu GREEN ELGILOY w kształcie drutu ortodontycznego o średnicy 0,16mm po 10- dniowej ekspozycji w różnych płynach ustrojowych zawierających 0,01 M KF.

15 Opór polaryzacyjny (Rp) stopu GREEN ELGILOY w kształcie drutu ortodontycznego o średnicy 0,16mm po 10-dniowej ekspozycji w różnych płynach ustrojowych zawierających 0,01 M KF.

16 Gęstość prądu korozyjnego i0 stopu GREEN ELGILOY w kształcie drutu ortodontycznego o średnicy 0,16mm po 10-dniowej ekspozycji w różnych płynach ustrojowych zawierających 0,01 M KF.

17 Wydłużenie obszaru pasywnego stopu GREEN ELGILOY w kształcie drutu ortodontycznego o średnicy 0,16mm po 10-dniowej ekspozycji w różnych płynach ustrojowych zawierających 0,01 M KF.

18 Wnioski

19 Wnioski Skład chemiczny płynów ustrojowych wypływa na wielkość takich pomiarów jak: gęstość prądów anodowych i katodowych, potencjał przejścia katodowo- anodowego, potencjał zarodkowania wżeru, wydłużenie obszaru pasywnego.

20 Wnioski Najwyższy potencjał stacjonarny miała próbka otrzymana w roztworze Ringera (ponad 145mV). Dla pozostałych roztworów potencjał stacjonarny stopu GREEN ELGILOY miał zbliżoną wartość (około 45mV).

21 Wnioski Gęstość prądu katodowego ( i KATODOWY) stopu GREEN ELGILOY wahała się od A/cm2. Najwyższą wartość prądu i KATODOWYCH stopu GREEN ELGILOY stwierdzono w roztworze sztucznej krwi ( A/cm2 ).

22 Wnioski Różnica potencjału przejścia katodowoanodowego stopu GREEN ELGILOY między roztworem sztucznej krwi, a sztuczną śliną wynosi prawie 315 mv.

23 Wnioski Stwierdzono, że maksymalna różnica potencjału zarodkowania wżeru po ekspozycji w roztworach Ringera, a sztucznej śliny wynosi 130mV.

24 Wnioski Różnice w wartościach oporu polaryzacyjnego w zależności od płynu ustrojowego mogą zmieniać się ponad 23 krotnie. Bezpiecznymi roztworami dla stopu GREEN ELGILOY są: płyn Ringera i roztwór sztucznej krwi. Natomiast nie powinno stosować się tego rodzaju stopów w pozostałych badanych roztworach.

25 Wnioski Odporność korozyjna stopu zależy od składu chemicznego płynów ustrojowych. Najmniejszą szybkość korozji ma stop GREEN ELGILOY w roztworze Ringera (i0= A/cm2), natomiast najwyższą w roztworze Tyrode a (i0= A/cm2).

26 Wnioski Największą stabilność wydłużenia obszaru pasywnego obserwuje się w roztworze sztucznej krwi (ponad 605mV) oraz w roztworze Ringera (ponad 545mV). W pozostałych przypadkach zakres obszaru pasywnego wynosi ok. 360mV.

27 Dziękuję Państwu za uwagę.