Podaljšanje življenjske dobe prebivalstva in aktivni način življenja v starejši dobi so povezani s povečanjem števila obolenj sklepov, ki v končni fazi potrebujejo operativni poseg. Oboleli sklep se zamenja z vsadkom, povrne se funkcionalnost sklepa in zmanjša bolečina. V zadnjem desetletju se je število operacij sklepov nekajkrat povečalo. Materiali, ki jih pri tem uporabljajo, morajo izkazovati visoko korozijsko in obrabno odpornost. V članku so predstavljene in vitro raziskave na kovinskih materialih pod simuliranimi fiziološkimi pogoji. Ti eksperimenti so dopolnjeni s primeri iz klinične prakse, ki jih izvajamo v sodelovanju z ortopedi. Analizirali smo morfološke in kemijske spremembe materiala zaradi obrabe in korozije in vivo in predstavili lokalne in sistemske vplive teh procesov.
COBISS.SI-ID: 24410919
Kovine in zlitine, ki se uporabljajo v ortopediji in zobozdravstvu, so in vivo izpostavljene različnim kemijskim in fiziološkim pogojem. Eden izmed le-teh je pH vrednost. Korozijsko odpornost nerjavnega jekla 316L, titana in titanove zlitine Ti-6Al-4V smo raziskovali skozi njihove elektrokemijske lastnosti in raztapljanje v simuliranih fizioloških raztopinah z različnimi pH vrednostmi (4,5, 6,5, 7,5 in 8). Študirali smo tudi značilnosti posameznih kovinskih komponent. Koncentracijo kovinskih ionov, ki se sproščajo med časom potopitve (32 dni) vzorcev v simulirano fiziološko raztopino, smo določili z masno spektroskopijo z induktivno sklopljeno plazmo (ICP-MS). Korozijsko vedenje nerjavnega jekla 316L je zelo odvisno od pH vrednosti, saj se pri višjem pH v raztopino sprošča manj kovinskih ionov. Po drugi strani je obnašanje titana in njegove zlitine v tem območju skoraj neodvisno od pH vrednosti raztopine.
COBISS.SI-ID: 25686567
Korozijska stabilnost Nitinola v simulirani fiziološki raztopini je zelo odvisna od priprave površine, ki obsega brušenje, poliranje ali kemijsko jedkanje. Medtem ko brušena površina ni odporna proti lokalnemu korozijskemu napadu, sta polirana in kemijsko jedkana površina odporni proti tovrstnemu napadu. Razloge za to obnašanje smo raziskovali skozi metalurške, topografske in kemijske lastnosti površine v odvisnosti od priprave površine. Pri tem smo uporabili različne metode: vrstično elektronsko mikroskopijo s kemijsko analizo, konfokalno mikroskopijo in rentgensko fotoelektronsko spektroskopijo. Hrapavost površine se zmanjšuje v naslednjem vrstnem redu: kemijsko jedkana ) brušena ) polirana površina. Poleg razlik v topografiji smo opazili značilne razlike v sestavi površine vzorca. Hrapava, brušena površina je sestavljena večinoma iz titanovega oksida in majhne količine niklja. Kemijsko jedkana in zlasti polirana površina sta sestavljeni iz mešanice titana, niklja in titanovega oksida. Rezultati poudarjajo pomembnost priprave površine, saj majhne razlike v pripravi površine lahko povzročijo velike razlike v korozijski stabilnosti materiala, ki je izpostavljen korozivnemu mediju.
COBISS.SI-ID: 25414183
Ortopedsko zlitino CoCrMo smo oksidirali v različnih simuliranih fizioloških raztopinah z namenom ugotoviti razlike v debelini, sestavi in strukturi plasti, ki se tvorijo na površini v odvisnosti od sestave raztopine. Pri študiju smo uporabili rentgensko fotoelektronsko spektroskopijo z ionskim jedkanjem. Uporabili smo naslednje simulirane fiziološke raztopine: (a) 0.14 M NaCl, (b) simulirano Hankovo raztopino, ki vsebuje anorganske soli, (c) simulirano Hankovo raztopino, ki vsebuje anorganske soli in vzorec sinovialne tekočine, odvzet pri revizijski operaciji kolčne proteze, in (č) minimalni esencialni medij (MEM), ki poleg anorganskih soli vsebuje še aminokisline in vitamine. Po oksidaciji v pasivnom področju nismo opazili bistvenih razlik v sestavi pasivne plasti: plast je debeline nekaj nanometrov in, razen v raztopini NaCl, vsebuje majhno količino kalcijevega fosfata. Po oksidaciji v transpasivnem področju se debelina plasti znantno poveča zaradi tvorbe kobaltovih- in molibdenovih oksidov. Istočasno se poveča tudi koncentracija kalcijevega fosfata. Plasti, ki se tvorijo v raztopini MEM in Hankovi raztopini ob prisotnosti sinovialne tekočine, vsebujejo zvrsti z dušikom in ogljikom. Dodatek sinovalne tekočine torej značilno vpliva na delovanje zlitine CoCrMo.
COBISS.SI-ID: 25970471
Obremenilna površina, t. j. stik med femoralno glavico in acetabluarno ponvico, predstavlja kritično mesto na kolčni protezi. V poglavju smo predstavili tako razvoj kovinskih, polimernih in keramičnih materilov kot tudi lastnosti materialov, ki so danes v uporabi pri operativnih posegih nadomeščanja sklepov. Opisane so štiri vrste obremenilnih sklepov – kovina-na-polietilen (MoP), keramika-na-polietilen (CoP), kovina-na-kovino (MoM) in keramika-na-keramiko (CoC). Poseben poudarek je podan obrabi, obrabnim delcem in biološkemu odzivu na delce. Danes so kirurgi odločajo med številnimi dizajni in vrstami protez. Zato je poznavanje dolgoročnih rezultatov posameznih vrst protez izrednega pomena. V poglavju smo objeli literaturne podatke o dolgoročnih rezultatih posameznih obremenilnih sklopov. Predstavili smo tudi nekatere nove trende kot so preplastitvene proteze in obremenilni sklopi keramika-na-kovino.
COBISS.SI-ID: 23028519