dr inż. Piotr Putyra - kierownik zespołu, dr Bogusław Rajchel, prof. dr hab. inż. Lucyna Jaworska, dr Jadwiga Kwiatkowska, inż. Marcin Podsiadło, prof. dr hab. inż. Ludosław Stobierski
Istota wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest technologia wytwarzania tarcz do nanoszenia powłok antybakteryjnych. Powłoki nakładane są w celu zabezpieczenia implantów przed działaniem płynów organicznych oraz w celu ochrony organizmu przed wpływem składników implantu.
Znane metody otrzymywania tarcz do nanoszenia powłok węglowych opierają się na zastosowaniu grafitu. Pozostałe pierwiastki są wprowadzane w oddzielnych procesach z tarcz zawierających nanokrystaliczny proszek jednego lub więcej metali szlachetnych. Koncepcja tarczy do nanoszenia powłok polega na otrzymaniu materiału, w którym do prekursora węgla wprowadzone zostały proszki metali o właściwościach antybakteryjnych bądź biologicznie aktywnych powiązanych ze sobą spoiwem bazującym na żywicy termoutwardzalnej fenolo-formaldehydowej.
Istota rozwiązania pozwala na wprowadzanie proszków metali o właściwościach antybakteryjnych bezpośrednio do prekursora węgla i tym samym równocześnie już w postaci atomowej w powłokę węglową. Metoda rozwiązuje problem wielkości i kształtu tarcz dla różnych metod nanoszenia powłok. Tarcze formowane są w wyniku prasowania jednoosiowego w matrycach, a ich kształt można w prosty sposób dopasować w zależności od geometrii uchwytów urządzeń do nanoszenia powłok.
Tarcze wykonane są z mieszaniny proszków grafitu (o wielkości do 100 μm) z proszkami srebra, platyny, irydu, złota, miedzi, palladu (o wielkości do 100 μm), spojonych żywicą fenolo- formaldehydową. Udział poszczególnych składników tarcz uzależniony jest od wymagań dotyczących właściwości finalnej powłoki lub warstwy wierzchniej. Materiał prasowany jest w matrycy pod ciśnieniem 20-50 MPa, a następnie zostaje utwardzony w temperaturze z zakresu od 50°C do 250°C.
Potencjał komercjalizacji
Tarcze mogą znaleźć zastosowanie w procesach nanoszenia powłok węglowych, biozgodnych lub antykorozyjnych, stosowanych między innymi w implantach medycznych. Tarcze są przystosowane do nanoszenia powłok metodami jonowymi IBAD (Ion Bean Assisted Deposition), IBSD (Ion Bean Sputter Deposition), metodą magnetronową oraz metodą osadzania z wykorzystaniem lasera PLD (Puls Laser Deposition).
Tarcze zawierające metale o właściwościach antybakteryjnych bądź biologicznie aktywnych mogą znaleźć zastosowanie w produkcji endoprotez. Umożliwiają wytworzenie powierzchni o wysokiej odporności na zużycie ścierne. Potencjalne zastosowanie to wytwarzanie powłok na endoportezach stawu biodrowego (panewka stawu oraz główka kości udowej). Odpowiednie własności tych elementów są możliwe do uzyskania przez zmianę składu pierwiastkowego podłoża oraz struktury warstwy wierzchniej w wyniku implantacji jonów i ich penetracji do sieci krystalicznej.
