Tvrdé povlaky na bázi uhlíku pro biomedicínské aplikace

Text

Jedním z témat implantologie je biokompatibilita tedy omezení nechtěné interakce implantátu s tkání. Sem patří například snížení tření, opotřebení, koroze a uvolňování iontů. Tyto problémy se týkají jak kloubních implantátů, tak implantátů, které jsou v kontaktu s krví (stent, umělá srdeční chlopeň). Problém interakce implantátu s kostí je možné nalézt v tématu: „Piezoelektrické materiály pro kostní implantáty“. Řešení nabízejí povlaky na bázi diamantu podobného uhlíku (DLC). DLC vrstvy jsou amorfní formou uhlíku, která má některé vlastnosti podobné diamantu. Mají vysokou tvrdost a odolnost vůči korozi, velmi malý koeficient otěru a jsou opticky průhledné, netoxické a biokompatibilní, a proto se jeví jako ideální materiál pro potahování implantátů s cílem zlepšení jejich vlastnosti pro uplatnění v medicíně. DLC vrstvy mají potenciální využití v ortopedii, kardiovaskulární chirurgii, oftalmologii i v dalších oblastech medicíny.

Nicméně, existence vysoké úrovně vnitřního pnutí ve struktuře DLC omezuje jejich potenciál pro použití v těchto aplikacích. V naší laboratoři se zabýváme řešením pomocí dopace (homogenní nebo gradientní, tj. koncentrace dopantu klesá směrem k povrchu). Využíváme chrom, titan, dusík nebo stříbro. Každý dopant poskytuje trochu jiné vlastnosti, například stříbro poskytuje dodatečnou antibakteriální účinnost. Dopace se připravují kombinací toků dvou materiálů tedy uhlíku a daného dopandu. Využíváme metody pulsní laserové depozice (PLD) pro oba materiály nebo kombinaci PLD pro uhlík a techniky magnetronového naprašování pro dopant. Tyto technologie umožňují širokou volbu dopantu s libovolnou koncentrací.

 

 

Na tématu se podílejí