Ocena odporności na zużycie ścierne stopów Ti na elementy pary trącej endoprotez stawu kolanowego - Publication - Bridge of Knowledge

Search

Ocena odporności na zużycie ścierne stopów Ti na elementy pary trącej endoprotez stawu kolanowego

Abstract

Najczęściej stosowanym biomateriałem tytanowym na elementy endoprotez stawu kolanowego jest stop Ti6Al4V. Z uwagi na zawartość wanadu, zaliczanego do pierwiastków o dużej toksyczności podejmowane są działania w kierunku zastąpienia wskazanego stopu - stopami bezwanadowymi. Jednym z najbardziej obiecujących jest stop Ti13Nb13Zr zawierający w swoim składzie jedynie pierwiastki witalne, niewywołujące stanów zapalnych i odczynów alergicznych. W artykule zaprezentowano wyniki badań odporności na zużycie ścierne stopów tytanu: Ti6Al4V (powszechnie stosowanego) i Ti13Nb13Zr (stopu nowej generacji) w skojarzeniu z polietylenem (PE-UHMW) predysponowanych na elementy pary trącej w endoprotezie kolanowej. Otrzymane wyniki przeanalizowano pod kątem możliwość zastosowania stopu tytanu nowej generacji na komponenty tej endoprotez. Testy odporności na zużycie ścierne wybranych par ciernych przeprowadzono z wykorzystaniem tribometru PT-3 w środowisku cieczy symulującej płyn ustrojowy – roztworu Ringera. Zastosowano obciążenie rzędu 2 kN przy prędkości obrotowej próbek tytanowych - 30 obr/min w czasie 1 lub 2 godzin. Zużycie ścierne w parze trącej Ti13Nb13Zr – PE-UHMW jest mniejsze niż w przypadku pary Ti6Al4V – PE-UHMW i to zarówno globalnie - w odniesieniu do całego skojarzenia, jak i w odniesieniu do pojedynczych próbek. Udział produktów zużycia w strefie tarcia także jest wyższy w przypadku skojarzenia Ti6Al4V – PE-UHMW. Produkty te przemieszczając się pomiędzy współpracującymi materiałami, działają jak ścierniwo, intensyfikując procesy zużycia ściernego. Średni ubytek masy określany w oparciu o metodę wagową próbki z Ti6Al4V wyniósł 0,00177g, zaś Ti13Nb13Zr – 0,00062g. W przypadku próbek UHMW-PE współpracujących z Ti6Al4V to 0,0043g, zaś dla skojarzonych z Ti13Nb13Zr – 0,00234g. Badania struktury geometrycznej powierzchni roboczych próbek, poprzez rejestrację zmian chropowatości Ra wykazały większe zużycie po stronie próbek ze stopu Ti6Al4V, gdzie mimo niższych, początkowych wartości Ra – końcowa, uśredniona wartość była równa 0,53µm. Dla próbek Ti13Nb13Zr wyniosła ona 0,43µm. W przypadku próbek UHMW-PE współpracujących z Ti6Al4V to 0,85µm, zaś dla skojarzonych z Ti13Nb13Zr – 0,61µm.

Cite as

Full text

full text is not available in portal

Keywords

Details

Category:
Articles
Type:
artykuły w czasopismach recenzowanych i innych wydawnictwach ciągłych
Published in:
Inżynieria Materiałowa pages 501 - 504,
ISSN: 0208-6247
Language:
Polish
Publication year:
2013
Bibliographic description:
Majkowska B., Jażdżewska M., Miotke D., Zieliński A.: Ocena odporności na zużycie ścierne stopów Ti na elementy pary trącej endoprotez stawu kolanowego// Inżynieria Materiałowa. -., nr. 5 (2013), s.501-504
Verified by:
Gdańsk University of Technology

seen 374 times

Recommended for you

Meta Tags