Химия и химические технологии / 5.

К.т.н. Родионов И.В.

Саратовский государственный технический университет

Универсальная двухкамерная электропечь для группового высокотемпературного оксидирования костных имплантатов в различных газовых средах

Костные имплантаты широко используются в современной стоматологии, травматологии и ортопедии при восстановлении функций зубных рядов, исправлении дефектов челюстно-лицевой области, лечении переломов конечностей и других костных патологий опорно-двигательного аппарата. Для повышения эффективности функционирования имплантатов в организме на их поверхности создают поверхностно-пористые и коррозионностойкие покрытия, обеспечивающие интеграцию имплантатов с биоструктурами и формирование прочной системы «покрытие – кость».

В большинстве случаев имплантаты изготовляют из биоинертного титана и его сплавов, обладающих способностью образовывать на своей поверхности тонкую защитную оксидную пленку. Искусственная пассивация титановых имплантатов в различных газовых средах при высоких температурах может приводить к образованию на поверхности более толстых оксидных слоев с качествами биомеханической совместимости и высоким уровнем адаптации к окружающим тканям. Поэтому данные собственные оксидные слои титана могут рассматриваться как эффективные функциональные биопокрытия способные прочно срастаться с костью и обеспечивать надежную фиксацию имплантатов в организме. При этом формирование оксидных покрытий на имплантатах из титана и его сплавов должно осуществляться в специализированных печах оксидирования, т.к. многие известные устройства для высокотемпературной пассивации предусматривают обработку, в основном, черных и некоторых цветных металлов. Эти устройства не применимы для оксидирования изделий из титана и его сплавов, вследствие невозможности обеспечения технических условий для формирования оксидных покрытий без образования в них малопрочных и низко коррозионностойких титанонитридных фаз и других металлооксидных соединений, снижающих эффективность использования титановых изделий в стоматологии, травматологии и ортопедии. Поэтому целью работы является создание электропечи для газотермического оксидирования костных титановых имплантатов в различных газовых средах, позволяющей получать фазово-однородные оксидные покрытия с высоким уровнем биосовместимости.

Для групповой высокотемпературной обработки имплантатов разработана электропечь, представляющая цилиндрическую двухкамерную конструкцию, состоящую из камеры оксидирования 1 и камеры охлаждения 2 (рис. 1). Камеры 1 и 2 соединены между собой посредством шлюзового затвора 3. Устройство закрыто с двух противоположных сторон: со стороны камеры оксидирования 1 и камеры охлаждения 2 крышками 4 и 5 соответственно.