TiTitántán alapú implantátumokalapú implantátumok optimalizálása optimalizálása

porlasztott vékonyrétegek porlasztott vékonyrétegek segítségévelsegítségével

Készítette: Dénes Karin (Ipolyság) és Patyi Gábor Készítette: Dénes Karin (Ipolyság) és Patyi Gábor (Szabadka)(Szabadka)

Tanára: dr. Balázsi Katalin és Oláh Nikolett, Tanára: dr. Balázsi Katalin és Oláh Nikolett, Vékonyrétegfizika Oszt.Vékonyrétegfizika Oszt.

A kutatás céljaA kutatás céljaA fémből készült orvosi A fémből készült orvosi

implantátumok nagy részét implantátumok nagy részét titánból készítik annak kedvező titánból készítik annak kedvező biokompatibilitása miatt.biokompatibilitása miatt.

A titánnak kiváló kémiai, A titánnak kiváló kémiai, mechanikai, és egyéb fizikai mechanikai, és egyéb fizikai tulajdonságai vannak. tulajdonságai vannak.

Ennek ellenére az implantátum Ennek ellenére az implantátum beültetése után, a korrózió beültetése után, a korrózió vagy fémleválások miatt, titán vagy fémleválások miatt, titán ionokat lehet kimutatni a ionokat lehet kimutatni a szervezetben, amelyek allergiás szervezetben, amelyek allergiás tünetekhez is vezethetnek. tünetekhez is vezethetnek.

MintakészítésMintakészítés

A mintát a A mintát a porlasztóban porlasztóban állítottuk elő a Si állítottuk elő a Si hordozóra, melyen hordozóra, melyen egy pár nm egy pár nm nagyságban SiOnagyságban SiO2 2

védőrétegre titánt védőrétegre titánt és szenet és szenet porlasztottunk 1:1 porlasztottunk 1:1 arányban.arányban.

A porlasztó felépítéseA porlasztó felépítése

Szerkezeti vizsgálatokSzerkezeti vizsgálatokTranszmissziós Elektron Mikroszkópia (TEM)Transzmissziós Elektron Mikroszkópia (TEM)

Si hordozó

SiO2

TiC

50nm Si hordozó

SiO2

TiC

50nm

TiC kristályok

Szerkezeti vizsgálatokSzerkezeti vizsgálatok

Összetétel analízis (EDS)Összetétel analízis (EDS)Elem Atom % Hiba %

C 22 +/- 1.4

O 2 +/- 0.0

Ti 76 +/- 0.0

A példaként mért TiC A példaként mért TiC spespekktrtrumából a umából a következő következő információk információk nyerhetőknyerhetők

A felület A felület közelében és a közelében és a tömbi részen lévő tömbi részen lévő relatív kémiai relatív kémiai összetételösszetétel

Az összetevők Az összetevők kémiai kötödésekémiai kötödése

A kémiai A kémiai összetevők összetevők mélységi profiljamélységi profilja

O 1s Ti 2p C 1s Ar 2pO 1s Ti 2p C 1s Ar 2p

Felület-közeli mérés:Felület-közeli mérés: A titán oxidálódott, minimális mennyiségű titán található karbidos A titán oxidálódott, minimális mennyiségű titán található karbidos környezetben, a szén grafit-típusúkörnyezetben, a szén grafit-típusú

Tömbi anyag:Tömbi anyag: Az oxigén nyomokban található; a titán karbid kötést alkot a Az oxigén nyomokban található; a titán karbid kötést alkot a szén egy részével; a szén grafitos és karbidos összetevővel rendelkezik; szén egy részével; a szén grafitos és karbidos összetevővel rendelkezik; az Ar kimutatható mennyiségben van jelenaz Ar kimutatható mennyiségben van jelen

grafit karbidgrafit karbid

oxid-kötődésű Tioxid-kötődésű Ti

karbid-kötődésű karbid-kötődésű

TiTi

karbid-kötődéskarbid-kötődés

XPS speXPS spekktrtroszkópiaoszkópia

ÖsszefoglalásÖsszefoglalás

Magnetronos porlasztással TiC Magnetronos porlasztással TiC vékonyréteg előállítása (300nm)vékonyréteg előállítása (300nm)

Réteg szerkezete: 20nm vastag Réteg szerkezete: 20nm vastag TiC amorf szén mátrixbanTiC amorf szén mátrixban

A réteg felületén 2nm vastag TiOA réteg felületén 2nm vastag TiO22

Köszönjük a figyelmet!!!Köszönjük a figyelmet!!!

Köszönetnyilvánítás:Köszönetnyilvánítás:

- dr. Balázsi Katalin és Oláh Nikolettdr. Balázsi Katalin és Oláh Nikolett- Illés Levente (SEM)Illés Levente (SEM)- Gurbán Sándor (Auger)Gurbán Sándor (Auger)- Tóth Lajos (TEM)Tóth Lajos (TEM)- Radnóczi GyörgyRadnóczi György