Charakterystyka właściwości użytkowych stopu magnezu z powłoką hydroksyapatytową

Zainteresowanie biomateriałami, związane z możliwością zastosowania ich na implanty, wywołuje z jednej strony nieustanny wzrost wymagań stawiany tego typu materiałom, z drugiej natomiast, poszukiwanie nowych metod i technologii poprawiających ich własności użytkowe [1-2]. W ciągu ostatnich 10 lat, znacznie wzrosło zastosowanie magnezu i jego stopów, szczególnie w zastosowaniach medycznych. Zjawisko to związane jest głównie z bardzo korzystnymi własnościami tych materiałów takich jak: niska gęstość czy wysokie własności wytrzymałościowe. Zainteresowanie stopami magnezu, jako biomateriału skupia się głównie na zastosowaniach implantologicznych. Związane jest to głównie z tym, że materiał ten jest biokompatybilny i bioresorbowalny. Ponadto, jego właściwości mechaniczne są bliskie naturalnej kości w porównaniu z innymi metalami wykorzystywanymi, jako biomateriały na implanty (np. stopy Ti i Co-Cr) [1-4]. Magnez i jego stopy są materiałami biodegradowalnymi w ludzkich płynach organicznych, jednocześnie ich słaba odporność na korozję może doprowadzić do nagłej awarii implantów. W ramach niniejszej pracy stop magnezu (AZ91) pokryto metodą metalurgii proszków powłoką hydroksyapatytu w celu poprawy jego biodegradacji. Priorytetowym celem proponowanych w ramach niniejszej pracy badań była analiza własności wytrzymałościowych na granicy powłoka-podłoże. Własności te zostały określone przy pomocy testu, polegającego na zarysowaniu (Scratch Test) powłoki ceramicznej. Określono ponadto skład fazowy powstałych powłok.

Growing interest in biomaterials, combined with opportunities of their use for implants causes, on the one hand, incessantly growing expectations imposed on these materials. On the other hand, new methods and technologies improving their functional properties are required. The industrial application of Mg has increased rapidly in the last 10 years. The increased usage of Mg is due to its lightweight, high specific stiffness and strength. There has been interest in using Mg as a biomaterial for bone replacement as it is biocompatible and bioresorbable. Moreover, mechanical properties of magnesium are closer to natural bones compared with other metallic materials used as biomaterial implants (e.g. Ti alloys, Co-Cr alloys). Magnesium and its alloys are potential biodegradable implant materials due to their attractive biological properties. However, their poor corrosion resistance may result in a sudden failure of the implants. In this study, a magnesium alloy (AZ91) was coated with hydroxyapatite to improve its biodegradation performance. A priority goal of the investigations presented within this work was to improve mechanical properties on the base material - coating interface. These properties were determined by means of scratch tests on the ceramic coating.