Rozložiteľné biomateriály na báze Fe-Zn

Rozložiteľné biomateriály na báze Fe-Zn

Section reference: 
Year:
2021

Overall rating

Scientific work
96%
Design
98%
Discussion interaction
97%
UserScientific workDesignDiscussion interaction
Bc. Daniela Máčalová100%100%100%
Mgr. Veronika Niščáková100%100%100%
Bc. Kristína Pulišová100%100%-
Mgr. Alexandra Gubóová100%100%100%
MVDr. Zuzana Kasičová100%100%100%
Ing. Zuzana Oravcová100%100%-
Bc. Lucia Dianová100%100%-
Lenka Lorencová100%100%100%
Martin Nosko80%80%80%
Frederika Chovancová100%100%100%
Ing Ľubomír Orovčík PhD80%--
Author: Pavol Cipa
ISBN: ISBN 978-80-972360-7-6

Rozložiteľné biomateriály na báze Fe-Zn

Pavol Cipa1 Renáta Oriňáková1 Ivana Šišoláková1 Radka Gorejová1
1Prírodovedecká fakulta UPJŠ v Košiciach
pavol.cipa@gmail.com

Cieľom tejto práce je príprava rozložiteľných kovových biomateriálov na báze železa a zinku modifikáciou kovových práškov. Biomateriály nachádzajú svoje uplatnenie v aplikáciách každodenného života, napríklad aj v podobe implantátov. Našim cieľom je pripraviť biomateriál vyznačujúci sa postupnou koróziou v organizme, čím by sa eliminovala nevyhnutnosť ďalšieho chirurgického zákroku pri  jeho odstránení.

Praktická časť práce je zameraná na modifikáciu komerčného Fe prášku vrstvou Zn bezprúdovým vylučovaním z roztoku heptahydrátu síranu zinočnatého. Keďže je známe, že Zn koroduje rýchlejšie ako Fe, modifikáciou Fe prášku pomocou Zn je snahou pripraviť biomateriál so želanou rýchlosťou korózie, ktorá bude vyššia ako v prípade čistého Fe. Z pripraveného prášku boli zhotovené výlisky, ktorých rýchlosť degradácie bola porovnávaná s výliskami z čistého Fe a Zn. Všetky merania prebiehali v Hanksovom roztoku, ktorý svojim zložením simuluje prostredie telesných tekutín. Po vykonaní elektrochemických meraní    a ich vyhodnotení bolo možné pozorovať, že výlisky pripravené zo železa a modifikovaného Fe-Zn prášku vykazujú podobný degradačný priebeh. V nami pripravenom Fe-Zn prášku je 99,8 hm.% Fe a 0,2 hm.% Zn, čo potvrdila analýza jeho zloženia metódou energiovo-disperznej spektroskopie (EDX) a atómovej absorpčnej spektroskopie (AAS). Výsledky preukázali, že najrýchlejšie koroduje čistý zinok. Výlisky pripravené z čistého železa a Fe-Zn prášku korodujú porovnateľnou rýchlosťou. Z toho možno usúdiť, že pre želané zrýchlenie korózie čistého Fe je potrebné ďalšie štúdium a optimalizácia podmienok prípravy modifikovaného Fe-Zn prášku s vyšším obsahom Zn.

Thanks: 

Táto práca vznikla za podpory grantu VEGA 1/0095/21, interným grantovým systémom Prírodovedeckej fakulty Univerzity Pavla Jozefa Šafárika (vvgs-pf-2021-1773) a projektom Vyšehradského fondu číslo 22020140.

Sources: 

Discussion

Pozdravujem Vas, velmi zaujimva praca. Obdobny vyskum robia aj na Ustave materialov a mechaniky strojov na SAV. Chcel by som sa Vas opytat, ako sa korozia v materialy siri. Ci je prednostne po hraniciach praskov, alebo napada material nerovnomerne, pripadne po hraniciach zrn v ramci jednotlivych castic praskov ? Robili ste aj mikrostrukturu rezu ?

Korózia má tendenciu šíriť sa nerovnomerne. Mikroštruktúra rezu sa neskúmala.

Pekné výsledky, chcem sa opýtať na EDX mapy boli robené na voľne sypaných práškoch alebo cípoch? čo ste tam sledovali? a či by nebolo vhodné urobiť edx mapu pri väčšom zväčšení? A či by bolo vhodné skúmať degradáciu materiálu/šírenie korózie pomocou EBSD ?

EDX mapy boli vykonané na voľne sypaných práškoch a sledovalo sa zastúpenie železa a zinku. EDX analýza pri väčšom zväčšení by bola vítaná. Vzhľadom na povahu materiálu, ktorý sme použili na degradáciu - koróziu nepovažujeme za potrebné skúmať koróziu pripravených vzoriek metódou EBSD.

Dobrý deň, chcel by som sa Vás opýtať, či pri zvýšení obsahu Zn v Zn-Fe materiály a jeho následnej korózii v simulovanom prostredí telesných tekutín, nemôže dôjsť k uvoľneniu malých častíc Fe do prostredia?

Túto možnosť, ktorú popisujete nevieme celkom vylúčiť a určite bude potrebné urobiť ďalšie bádanie v tejto oblasti a navrhnúť biomateriál v takej podobe, aby nedošlo k potenciálnej hrozbe v podobe toxicity vzniknutej z uvoľnených čiatočiek železa pre hostiteľský organizmus.