Wpływ modyfikacji powierzchni na własności fizykochemiczne tytanu stosowanego na implanty do kontaktu z krwią

Celem prowadzonych badań było określenie wpływu procesu utleniania anodowego powierzchni na własności fizykochemiczne tytanu. Wyniki badań stanowią podstawę do doboru optymalnych warunków utleniania anodowego do zastosowań na implanty do kontaktu z krwią. W ramach badań dla próbek w stanie wyjściowym oraz poddanych procesowi utleniania przy potencjałach od 40 V do 100 V co 10 V przeprowadzono ocenę zwilżalności powierzchni, badania potencjodynamiczne oraz impedancyjne. Na podstawie analizy uzyskanych wyników stwierdzono, że niezależnie od zastosowanego potencjału anodyzacji proces ten spowodował korzystne zwiększenie się potencjału korozyjnego E/kor oraz zwiększenie oporu polaryzacyjnego Rp w odniesieniu do próbek w stanie wyjściowym. Natomiast optymalny wariant przygotowania powierzchni, która będzie kontaktowała się z płytkami krwi stanowi utlenianie anodowe przy potencjale 100 V. Spowodowało ono znaczny wzrost oporu przejścia jonów na granicy faz Rct oraz wyeliminowanie elementu Warburga z układu zastępczego w stosunku do pozostałych analizowanych wariantów, co świadczy o bardzo dobrych własnościach ochronnych wytworzonej w ten sposób warstwy tlenkowej. Dla tak przygotowanej powierzchni stwierdzono najmniejszą zwilżalność oraz największą odporność korozyjną, co zapewnia zmniejszoną aktywację oraz adhezję płytek krwi do podłoża oraz biotolerancję w analizowanym środowisku. Wiadomo, że materiał o wysokim potencjale trombogennym powoduje adsorpcję materiału biologicznego na powierzchni oraz aktywację układu trombocytarnego, w wyniku czego wzrasta ryzyko powstawania między innymi powikłań zatorowo-zakrzepowych. Dlatego też przeprowadzone badania stanowią etap wstępny do analizy trombogenności powierzchni metodą Impact-R.

---

The aim of the research carried out was the determination of the influence of surface anodic oxidation process to physiochemical properties of titanium. Results form a basis for selecting optimum conditions of anodic oxidation for implants to be in direct contact with blood. The evaluation of surface wettability, potentiodynamical and impedance tests were conducted for samples at their initial condition and after they were subjected to the anodic oxidation process from 40 to 100 V every 10 V. The results revealed that regardless of the anodizing parameters applied the process has caused an advantageous decrease in corrosion potential E/kor and an decrease in polarisation resistance Rp in comparison to samples at their initial state. The optimum variant of surface that is meant to exist in direct contact with blood consists of anodic oxidation at 100 V. It has caused a substantial increase in ions transition residence Rct, increase at the interphase as well as elimination of the Warburg element from a substitute system compared to the remaining variants being analysed. This demonstrates the very good protective properties of an oxide layer obtained in this way. In the case of a surface treated in such a way, the lowest wettability and the highest corrosion residence have been found thus assuring a decreased activation and blood platelets adhesion to the substrate as well as higher biotolerance in the environment. It is known that materials having a high thrombogenic potential cause the adsorption of biological matter on the surface and the activation of thrombocytic system causing the increase of the risk of embolic and clot complications. That is why researches make an initial stage for the analysis of thrombogenic properties of surfaces according to the Impact-R method.