K3 / PhysChemLabKoroBiomedPrevleke

K3/K3slo.png

RAZISKOVALNO DELO

Raziskovalni program

Zaščita pred korozijo

Na področju zaščite pred korozijo se osredotočamo na sledeče tematike:


Materiali in prevleke za biomedicinske aplikacije
Podaljšanje povprečne življenjske dobe in aktivni življenjski slog v starejši dobi sta privedla do povečanja števila različnih vsadkov in naprav, npr. ortopedskih, kardiovaskularnih in oftalmoloških vsadkov. Zanimajo nas predvsem ortopedski vsadki, predvsem vsadki kolka in kolena. Osteoartritis je najpogostejša bolezen, ki indicira vsaditev ortopedskih vsadkov. Oboleli kolčni sklep zamenjamo z umetnim sklepom, funkcionalnost sklepa se povrne in bolečina se zmanjša. Celotna zamenjava sklepa je postala eden najuspešnejših izbirnih kirurških posegov v sodobni medicini. Dolgotrajno delovanje nadomestkov kolka v veliki meri določa proces aseptičnega omajanja, ki je najpogostejši razlog za menjavo vsadka. Dolgoročna stabilnost in zmogljivost vsakega biomedicinskega vsadka je v veliki meri odvisna od vrste materialov, ki se uporabljajo za njegovo izdelavo. Najpogosteje uporabljeni kovinski materiali so zlitine na osnovi kobalta in titana. Posebna lastnost materialov na osnovi titana je njihova sposobnost osteointegracije, ki temelji na tvorbi kostnih celic in mineraliziranem kostnem matriksu na površini titana. Učinek osteointegracije se lahko poveča s povečano hrapavostjo površine. To je mogoče doseči z različnimi tretmaji površine, ki spodbujajo rast kosti in zagotavljajo izboljšano fiksacijo. Še ena pomembna lastnost materiala je protibakterijska zaščita. Okužba, povezana z vsadki, je resen zaplet, ki zahteva dolgotrajno zdravljenje z antibiotiki in zelo pogosto odstranitev vsadkov. To je povezano z osebnim trpljenjem za pacienta in velikimi zdravstvenimi stroški.
Polarizacijske krivulje materialov za biomedicinske aplikacije

Slika: (a) Polarizacijske krivulje za nerjavno jeklo in zlitine Co-28Cr-6Mo, Ti-6Al-4V in Ti-6Al-7Nb v simulirani fiziološki raztopini. dE/dt = 1 mV/s. Označena so področja pasivacije, jamičaste korozije in transpasivne oksidacije. (b) Polarizacijske krivulje za zlitino Co-28Cr-6Mo v različnih simuliranih fizioloških raztopinah: 0,9 utež.% NaCl (NaCl), Hanksova raztopina soli (HS); minimalni esencialni medij (MEM) in HS, ki vsebuje 1 mL sinovialne tekočine (HS+SF). dE/dt =1 mV/s. (povzeto iz: I. Milošev, Electrochim. Acta, 2012, 78, 259-273).

Materiali in prevleke za biomedicinske aplikacije: izbrani znanstveni članki

  1. Y. Hedberg, M. Žnidaršič, G. Herting, I. Milošev, I. Odnevall Wallinder, J. Biomed. Mater. Res. B, 2019, 107B, 858–867

  2. I.Milošev, Corrosion, 2017, 73, 1496–1509.

  3. D. Covaciu Romonţi, J. Iskra, M. Bele, I. Demetrescu, I. Milošev, J. Alloys Compd., 2016, 665, 355–364.

  4. N. Cotolan, M. Rak, M. Bele, A. Cör, L.M. Muresan, I. Milošev, Surf. Coat. Technol., 2016, 307, 790–799.

  5. I. Milošev, Surface treatments of titanium with antibacterial agents for implant applications, In: Biomedical and Pharmaceutical Applications of Electrochemistry Surface, Modern Aspects of Electrochemistry, editor Stojan S. Djokic, Springer, vol. 60, 2016.

  6. M. Kulkarni, A. Mazare, E. Gongadze, Š. Perutkova, V. Kralj-Iglič, A. Iglič, I. Milošev. P. Schmuki, M. Mozetič, Nanotechnology, 2015, 26, 062002.

  7. I.Milošev, B. Kapun, P. Rodič, J. Iskra, J. Sol-Gel Sci. Technol., 2015, 74, 447–459.

  8. Y. Konttinen, I. Milošev, R. Trebše, P. Rantanen, R. Linden, V.-M. Tiainen, S. Virtanen, Metals for joint replacement, In: Joint replacement technology, editor Peter A. Revell, Woodhead Publishing, Cambridge, England, 2008 1st edition, 2014, 2nd edition.

  9. I.Milošev, G. Žerjav, J. Calderon Moreno, M. Popa, Electrochim. Acta, 2013, 99, 176–189.

  10. I. Milošev CoCrMo alloy for biomedical applications, In: Biomedical applications, Modern aspects of electrochemistry, vol. 55, editor Stojan S. Djokic, Springer, 2012.

  11. I. Milošev, Electrochim Acta, 2012, 78, 259–273.

  12. I. Milošev, B. Kapun, Mater. Sci. Eng. C, 2012, 32, 1068–1077.

  13. I. Milošev, B. Kapun, Mater. Sci. Eng. C, 2012, 32, 1087–1096.

  14. I.Milošev, Pure & Appl. Chem., 2011, 83, 309–324.

  15. S. Virtanen, I. Milošev, E. Gomez-Barrena, R. Trebše, J. Salo, Y. Konttinen, Acta Biomaterialia, 2008, 4, 468–476.

  16. I. Milošev, T. Kosec, H.-H. Strehblow, Electrochim. Acta, 2008, 53, 3547–3558.

  17. A. Kocijan, I. Milošev, B. Pihlar, J. Mater. Sci. Mater. Med., 2003, 14, 69–77.

  18. I. Milošev, H.-H. Strehblow, Electrochim. Acta, 2003, 48, 2767–2774.

  19. I. Milošev, H.-H. Strehblow, J. Biomed. Mater. Res., 2000, 52, 404–412.

  20. I. Milošev, M. Metikoš-Huković, H.-H. Strehblow, Biomaterials, 2000, 21, 2103–2113.

Projekti povezani z Materiali in prevlekami za biomedicinske aplikacije

  • Izboljšanje funkcionalnosti biomedicinskih in inženirskih materialov, Slovensko-argentinsko sodelovanje 2012–2014 (BI-AR/12-14-010) dr. Ingrid Milošev / dr. Silvia M. Ceré (INTEMA, Corrosion Division, Mar del Plata)

  • Preživetje in analiza alternativnih kombinacij materiala kontaktne površine pri umetnih kolčnih sklepih, J3-0052 2008–2011, vodja: dr. Ingrid Milošev

  • Vpliv biookolja na stabilnost biomedicinskih kovinskih materialov, J1-2243, 2009–2012, vodja: dr. Ingrid Milošev

  • MATERA: Izboljšanje odpornosti sodobnih ortopedskih protez z DLC, TiO2 in DLC-p-h nanokompozitnimi prevlekami dr. Ingrid Milošev, koordinator dr. Veli-Matti Tiainen, Orthon, Helsinki, Finska, 2007–2010