Diamond-like carbon coatings formed by ionic methods for potential use in hip joint endoprostheses : preliminary studies

Bibliogr. s. 6. Tekst równoległy w j. polskim i angielskim

Zastosowanie supertwardych powłok węglowych dla poprawy własności trybologicznych układu główka- panewka endoprotezy stawu biodrowego może znacznie wydłużyć okres pracy endoprotezy. Metody jonowe (IBSD, IBAD) [1, 2] umożliwiają formowanie złożonych powłok ochronnych o doskonałej adhezji do podłoża, a poprzez odpowiednią strukturę warstwową powłok formowanych metodami jonowymi można w istotny sposób zmniejszyć naprężenia mechaniczne układu powłoka-podłoże. Własności biochemiczne i mechaniczne powłok formowanych metodami jo nowymi silnie zależą od przebiegu słabo poznanych procesów fizycznych zachodzących w trakcie formowania powłok. Celem niniejszej pracy było określenie struktury dwuwarstwowych powłok DLC-SiC oraz DLC-TiC oraz wstępna ocena ich biozgodności w hodowlach makrofagów i fibroblastów. Wielowarstwowe powłoki formowano dwuwiązkową metodą IBAD na powierzchniach płaskich próbek wykonanych ze stali lub ze stopu Ti-AI-V. Strukturę warstwową uformowanych powłok badano metodą RBS. Odporność korozyjną uformowanych powłok oceniono jako dobrą, a stopień przeżywalności komórek hodowanych na powierzchni próbek był wysoki.

Super-hard carbon coatings improve tribological properties o f the head/cup system in the hip joint prostheses, and essentially extend their working time. The ionic methods (IBSD, IBAD) [1, 2] allow obtaining complex protective coatings with perfect adhesion to the substrate. Mechanical stresses on the substrate-coating interface can be minimized by applying appropriate layer structures. Biochemical and mechanical properties of coatings formed by the ionic methods strongly depend on, not fully understood, physical processes taking place upon deposition. The objective of this work was to determine the structure of the double-layer DLC-SiC and DLC-TiC coatings and to assess their biocompatibility in the macrophag and fibroblast cultures. The multilayer coatings were formed by a dualbeam IBAD method on flat surfaces of samples of stainless steel or Ti-AI-V alloy, and their layer structure was investigated by the RBS method. The resistance to chemical corrosion turned out good and the survival rate o f cells cultured on the coated surfaces was high.