VITAL-B
Покриття TiNbN PVD
Покриття TiNbN є керамічним покриттям, яке наноситься методом фізичного осадження з парової фази (PVD) на металевий субстрат, як правило, сплавів кобальту, титану або сталі. Покриття TiNbN, позначене як VITAL-B® від Permedica, використовується для покриття протеза колінної системи та деяких металевих компонентів стегнової та плечової систем виробництва Permedica.
Функції покриття
Відомо, що металеві матеріали, за винятком благородних, піддаються процесу корозії всередині біологічного організму і, отже, виділяють іони металів. Багато важких металів можуть викликати реакцію гіперчутливості. Метали, відзначені як потенційні алергени, – це берилій, нікель, кобальт, хром і, іноді, тантал, титан та ванадій. Нікель є найпоширенішим алергеном серед цих металів, за ним йдуть кобальт і хром.
Іони металів, хоча самі по собі не є алергенами, можуть активувати імунну систему, створюючи комплекси з білками, що вже присутні в організмі. Ці білкові комплекси є потенційними алергенами, відповідальними за подальше провокування реакцій гіперчутливості; клітинно-опосередкований імунітет. Феномен алергії у пацієнтів з імплантованими металевими пристроями зростає, а також обізнаність ортопедичного співтовариства щодо цієї проблеми зростає. Тому постійно збільшується потреба в антиалергенних протезах.
Ціллю покриття VITAL-B® є створення інертного шару та бар’єру [1,2], який діє як межа між пацієнтом (насправді між тканинами та рідинами) та металом протеза, і, таким чином, перешкоджає проходженню іонів металу від протеза до пацієнта. Основна функція, фактично, полягає у створенні фізичного бар’єру між металевою частиною та навколишнім органічним середовищем, що перешкоджає вивільненню іонів металу: це дозволяє помітно зменшити ризик провокування гіперчутливості або розвитку алергічної реакції, викликаної металевими елементами зі сплавів пристрою (тобто Ni, Co, Cr).
Отже, покриття VITAL-B® дозволяє:
- Можливість імплантації металевих протезних пристроїв у пацієнтів, у яких відзначено алергію на один або кілька металів з яких виготовляються пристрої;
- Зменшення ризику розвитку алергічної реакції у пацієнта, якому імплантовано один або кілька металевих пристроїв.
Крім того, покриття VITAL-B®, завдяки підвищеній твердості та стійкості до стирання, покращує трибологічні характеристики суглобової поверхні металевого сплаву, тим самим зменшуючи знос поліетилену.
Технологія
Фізичне осадження з парової фази (PVD) – це загальний метод атомного осадження тонких шарів (мікронів) у вакуумі.
Осадження цього шару на покриття пристрою відбувається на атомному або молекулярному рівні шляхом створення плівки атом за атомом. Результат шару може варіювати від монокристалічного до аморфного, більш-менш компактного, чистого або домішкового, тонкого або товстого. PVD – це процес атомного осадження, при якому матеріал покриття випаровується з твердого або рідкого джерела в атомній або молекулярній формі та переноситься у вакуумних умовах на поверхню, де він конденсується. У цьому типі процесу склад утворюється шляхом хімічної реакції між випареним матеріалом і газом всередині камери, наприклад, азотним газом, у випадку нітридних покриттів, або киснем, у випадку оксидних покриттів.
Покриття Permedica VITAL-B® використовує технологію PVD з вакуумним катодним дуговим методом випаровування для створення надзвичайно твердого, тонкого та адгезійного покриття TiNbN (нітрид титану та ніобію) на металевій частині, як правило, титанових, кобальтових та сталевих сплавах. Процес нанесення покриття VITAL-B® повністю здійснюється компанією Permedica.
[1] Ragone, V., Canciani, E., Biffi, C.A. et al. CoCrMo alloys ions release behavior by TiNbN coating: an in vitro study. Biomed Microdevices 21, 61 (2019).
[2] Bidossi A, Bottagisio M, De Grandi R, De Vecchi E. Ability of adhesion and biofilm formation of pathogens of periprosthetic joint infections on titanium-niobium nitride (TiNbN) ceramic coatings. J Orthop Surg Res. 2020;15(1):90.
Технічні характеристики
Покриття TiNbN є одношаровим покриттям поверхні, яке естетично надає золотистого кольору поверхні, що покривається. Вимоги, яким має відповідати покриття VITAL-B®, – це твердість покриття >2000 HV (Віккерса), товщина 3÷6 мкм та адгезія, що характеризується відсутністю відшарування покриття.
