postgraduate student
аспирант
postgraduate student
аспирант
PhD (Engineering), senior researcher
кандидат технических наук, доцент
Doctor of Sciences (Physics and Mathematics), Professor, chief researcher
доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник
Doctor of Sciences (Engineering), Professor, vice-rector for science and innovation
доктор технических наук, профессор, проректор по науке и инновациям
The replacement of bone tissue is one of the most important issues of medicine, as evidenced by the ever-increasing volumes of relevant markets. The more and more advanced requirements are imposed on the materials for the intrabone implants. For many years, the titanium-based alloys are widely used as a material for biomedical implants due to their unique combination of properties: high strength, low hardness and density, high corrosion resistance, and bio-compatibility. One of the most common reasons for the implant’s breakage is the corrosion-fatigue failure. Thus, the corrosion and electrochemical studies in the conditions simulating the finished product mode are of great practical importance.
The aim of this paper is the comparison of the electrochemical and corrosion behavior of Ti-22Nb-6Zr superelastic alloy and the commercially used pure titanium under the simulated conditions of service of loadbearing bone implants in the solution simulating the bone tissue environment. Free corrosion potential was measured on wire samples in the 0.9 % NaCl physiological solution (B. Braun, Germany) when applying bending load (maximum induced strain is 1.5 % with the cyclic frequency of 0.9 Hz) until the sample failure. The study shows that the Ti-22Nb-6Zr alloy is better in terms of corrosion-fatigue behavior compared to pure Ti. In particular, it possesses the higher free corrosion potential values and its passive oxide film is more resistant to the impact of cyclic loading; consequently, the alloy possesses the longer fatigue life and the number of cycles until the implant’s failure is much greater.
Замена костной ткани – одна из самых актуальных проблем медицины, о чем свидетельствуют постоянно растущие объемы соответствующих рынков. К материалам для изготовления внутрикостных имплантатов предъявляются всё более высокие требования. Сплавы на основе титана широко применяются в качестве материала для биомедицинских имплантатов ввиду своей уникальной комбинации свойств: высокой прочности, низкой жесткости и плотности, высокой коррозионной стойкости и биосовместимости. Одной из наиболее распространенных причин выхода имплантата из строя является коррозионно-усталостное разрушение. Таким образом, коррозионное и электрохимическое исследования в условиях, имитирующих режим готовой продукции, имеют большое практическое значение.
Цель статьи – сравнение электрохимического и коррозионного поведения сверхупругого сплава Ti-22Nb-6Zr и коммерчески используемого чистого титана в модельных условиях эксплуатации имплантатов, работающих под нагрузкой, в растворе, имитирующем среду костной ткани. Измерение потенциала свободной коррозии проводилось на образцах из проволоки в 0,9 % физиологическом растворе NaCl (B. Braun, Германия) с применением изгибающих нагрузок (максимальная наведенная деформация 1,5 % с частотой циклов 0,9 Гц) до момента разрушения образца. В ходе исследований было показано, что сплав Ti-22Nb-6Zr превосходит чистый Ti с точки зрения коррозионно-усталостного поведения. В частности, он обладает более высокими значениями потенциала свободной коррозии, его пассивная оксидная пленка более устойчива к воздействию циклических нагрузок; соответственно, сплав обладает большей усталостной долговечностью, и количество циклов до разрушения значительно больше.