Abstrakt

Ograniczeniem stosowania stopów tytanu na implanty długookresowe, które podlegają obciążeniom zmiennym jest, oprócz zjawiska metalozy, ich stosunkowo niska odporność na zużycie poprzez tarcie. Zachodzące procesy zużycia tribologicznego na powierzchniach współpracujących elementów pary trącej ograniczają żywotność sztucznych stawów, co najczęściej jest przyczyną operacji rewizyjnych, wskutek obluzowania się elementów nośnych endoprotezy oraz niszczenia implantu w efekcie zjawisk tarcia współpracujących ze sobą jej ruchomych elementów. Stop Ti-13Nb-13Zr jest jednym z najbardziej obiecujących stopów tytanu nowej generacji, w swoim składzie zawiera pierwiastki dobrze tolerowane przez organizm żywy, posiada niższy moduł Younga w porównaniu do innych biomateriałów metalicznych oraz charakteryzuje się o wiele wyższą biokompatybilnością i odpornością na korozję niż stop tytanu Ti-6Al-4V. Na podstawie analizy dotychczas przeprowadzonych badań sformułowano następującą tezę niniejszej rozprawy doktorskiej: modyfikacja warstwy wierzchniej stopu Ti-13Nb-13Zr metodą implantacji jonowej wpłynie na poprawę wybranych właściwości użytkowych (odporności na zużycie poprzez tarcie, twardości, chropowatości powierzchni oraz modułu Younga), a w efekcie na zmniejszenie jego intensywności zużycia poprzez tarcie w badanym układzie biotribologicznym. Celem naukowym niniejszej pracy było określenie wpływu parametrów procesu implantacji jonowej na mikrostrukturę oraz wybrane właściwości użytkowe stopu Ti-13Nb-13Zr, a ponadto określenie wpływu implantacji jonów azotu do warstwy wierzchniej stopu Ti-13Nb-13Zr na odporność na zużycie poprzez tarcie oraz model zużycia badanego biomateriału. Celem użytkowym niniejszej pracy było określenie wpływu procesu implantacji jonami azotu do stopu Ti-13Nb-13Zr na jego trwałość eksploatacyjną oraz określenie możliwości zastosowania stopu Ti-13Nb-13Zr na pary trące w endoprotezach stawu biodrowego po procesie implantacji jonami azotu do jego warstwy wierzchniej.

Autor (1)