Zkoušení a hodnocení korozní odolnost vybraných kovových biomateriálů

Abstract

Tato diplomová práce si klade za cíl představit základní skupiny biomateriálů, jejich primární použití a poukázat jak na jejich výhody, tak jejich nevýhody. Jsou zde také diskutovány vlastnosti každé z těchto skupin a jejich primární použití v implantologii. Hlavní pozornost je věnována skupině kovových biomateriálů. Je zde uvedeno základní rozdělení kovových biomateriálů, u každé skupiny pak jsou popsány její základní vlastnosti, způsoby výroby a oblasti použití. Další část práce je zaměřena na degradační procesy, kterými jsou biomateriály nejčastěji poškozovány, přičemž největší důraz je kladen na korozní poškození. Jsou zde uvedeny nejčastější druhy koroze, které se u biomateriálů vyskytují, jejich příčiny a konečné dopady na funkčnost aplikací. Praktická část je věnována jak studiu struktury vybraných biomateriálů na bázi korozivzdorných ocelí, titanové slitiny a slitiny Ni-Ti, tak hodnocení jejich korozních vlastností. K tomu byly použity laboratorní metody a zkoušení vlastností in vivo. V laboratoři byla měřena základní korozní odolnost těchto biomateriálů vůči bodové a štěrbinové korozi. Pomocí metody in vivo pak bylo měřeno množství uvolněných iontů (Ni2+, Cr3+, Ti4+) do organismu. Výstupem těchto měření je pak celkové zhodnocení zkoušených biomateriálů a posouzení vhodnosti jejich použití.

The object of this thesis aims to introduce the fundamental group of biomaterials, their primary use and to highlight both their advantages and their disadvantages. There are also discussed the properties of each of these groups and their primary use in the implantology in this thesis. The main attention is paid to the group of metallic biomaterials. It lists the basic distribution of metallic biomaterials and there are described its basic properties, manufacturing and application area of each group. Another part is focused on the degradation processes, which often leeds to damage of the biomaterials, with the greatest emphasis will be placed on the corrosion damage. There are the most common types of corrosion that occur in biomaterials, their causes and ultimate impact on the functionality of the application dicussed in this part. The practical parts is devoted to the study of the structure of selected biomaterials-based on stainless steels, titanium alloys and Ni-Ti alloys and evaluation of their corrosion properties. For this the laboratory methods and testing the properties in vivo is used. There were pitting and crevice corrosion resistance measured in the laboratory. The in vivo methods were used to measure quantity of metal ions (Ni2+, Cr3+, Ti4+) released into the body. The outcome of these measurements is overall evaluation of these biomaterials and assessment of their suitability for use.