Ústav fyziky materiálů AV ČR, v. v. i. > Seznam projektů > Detail projektu

Vliv mikrostruktury a povrchových úprav na absorpci vodíku v bio-kompatibilních slitinách

Řešitelprof. RNDr. Antonín Dlouhý, CSc.
Číslo projektu20-11321S
Interní číslo projektu320310
AgenturaGrantová agentura České republiky
Doba řešení2020-01-01 - 2022-12-31

Anotace
Bio-kompatibilní kovové implantáty vystavené agresivnímu působení in-vivo absorbují vodík, který může pozitivně snižovat rychlost uvolňování toxických iontů ale vede rovněž k degradaci mechanických vlastností. Pro pochopení těchto protichůdných procesů je návrh projektu zaměřen na interakce mezi mikrostrukturou slitin NiTi a Ti a intersticiálními atomy vodíku. Věnujeme se dvěma aktuálním otevřeným otázkám: (i) jak řízené změny velikosti zrna, dislokační hustoty a nano-strukturované povrchové vrstvy ovlivňují absorpci/desorpci vodíku a (ii) proč absorbovaný vodík snižuje rychlost uvolňování toxických Ni a Ti iontů do tělních tekutin. Bude-li projekt řešen, očekáváme následující výsledky: (i) objasnění mechanismů, které řídí distribuci atomů vodíku v krystalických mřížkách NiTi a Ti v závislosti na lokálním stavu mikrostruktury, (ii) nalezení optimálního předsycení vodíkem, které zvýší stabilitu slitin a současně nepovede k jejich významnému zkřehnutí v bio-prostředích a (iii) nová data o biomolekulárních mechanismech reakcí buněčných kultur na slitiny NiTi a Ti předsycené vodíkem.

2024

Weiser A., Todt J., Holcova J., Záležák T., Paulik A., Holec D., Jarý M., Zobač O., Mrázek J., Frenzel J., Keckes J., Dlouhý A.: Hydrogen penetration into the NiTi superelastic alloy investigated in-situ by synchrotron diffraction experiments. Acta Mater. 277 (2024) 120217

Sirrenberg M., Babinský T., Bürger D., Guth S., Parsa A., Thome P., Dlouhý A., Mills M., Eggeler G.: The High Temperature Strength of Single Crystal Ni-base Superalloys - Re-visiting Constant Strain Rate, Creep, and Thermomechanical Fatigue Testing. Adv. Eng. Mater. 2024 (2024) 2400368

Pogrielz T., Eichinger M., Košelová Z., Todt J., Hohenwarter A., Ascii A., Sarac B., Brandl D., Ressel G., Jarý M., Dlouhý A., Mori G., Keckes J.: Peculiarity of hydrogen absorption in duplex steels: Phase-selective lattice swelling and stress evolution. Scr. Mater. 248 (2024) 116142

Šístková J., Fialová T., Svoboda E., Varmužová K., Uher M., Číhalová K., Přibyl J., Dlouhý A., Pávková Goldbergová M.: Insight into antibacterial effect of titanium nanotubular surfaces with focus on Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa. Sci. Rep. 14 (2024) 17303

Parsa A., Sirrenberg M., Bürger D., Mills M., Dlouhý A., Eggeler G.: Yield stress anomaly and creep of single crystal Ni base superalloys Role of particle size. Mater. Sci. Eng. A 899 (2024) 146403

Luptáková N., Dlouhý V., Sobola D., Fintová S., Weiser A., Beneš 3rd V., Dlouhý A.: Interfaces between cranial bone and AISI 304 steel after long-term implantation: A case study of cranial screws. ACS Biomaterials Science & Engineering 10 (2024) 4297-4310


2023

Šromová V., Sobola D., Kaspar P.: A brief review of bone cell function and importance. Cells 12 (2023) 2576


2022

Štefančík M., Válková L., Veverková J., Weiser A., Dlouhý A., Ryba L., Pávková Goldbergová M.: NiTi alloys exposure alters miR-124 expression in physiological and osteoarthritic osteoblasts. Acta Chir Orthop Traumatol Cech. 89 (2022) 370-375

Vrchovecká K., Weiser A., Přibyl J., Kuta J., Holzer J., Pávková Goldbergová M., Sobola D., Dlouhý A.: A release of Ti-ions from nanostructured titanium oxide surfaces. Surfaces and Interfaces 29 (2022) 101699