Řešení ochrany implantátů před korozním prostředím lidského organismu a nové přístupy při jejich testování

Abstract

SOUHRN Slitina Nitinol, ekvimolární slitina niklu a titanu, se pro své unikátní mechanické vlastnosti a přijatelnou biokompatibilitu hojně využívá při výrobě jícnových stentů. Její korozní odolnost je dána tvorbou pasivní vrstvy TiO₂. V případě refluxu žaludečních šťáv dochází v jícnu ke kontaktu s kyselým prostředím, které může tuto vrstvu narušit, iniciovat korozi, a následně vést k selhání implantátu. Vzhledem k absenci specifikovaných norem pro testování korozní odolnosti jícnových stentů byla jedním z cílů této disertační práce volba relevantního testovacího prostředí. Dále byl zkoumán vliv kvality vstupního materiálu a jednotlivých kroků výrobního procesu na korozní odolnost. Výzkum se rovněž zaměřil na zhodnocení vlivu polymerního potahu a povrchových úprav. Pro testování byla využita elektrochemická metoda cyklické potenciodynamické polarizace dle normy ASTM F2129. Probíhala také dlouhodobá expozice ve vhodně zvoleném médiu (SGF - simulovaná žaludeční tekutina). Povrch byl analyzován pomocí optické mikroskopie, SEM a XPS. Mechanické vlastnosti byly hodnoceny prostřednictvím jednoosé tahové zkoušky a měření radiálních sil. Výsledky prokázaly vyšší agresivitu SGF oproti standardnímu PBS. Korozní odolnost vzorků úzce souvisela s obsahem niklu na povrchu a tloušťkou pasivní vrstvy. Zásadní roli sehrály...

Title: Protection of Implants Against the Corrosive Environment of the Human Body and New Approaches to Their Testing Nitinol, an equimolar alloy of nickel and titanium, is commonly used in the manufacture of esophageal stents due to its unique mechanical properties and acceptable biocompatibility. Its corrosion resistance is enabled by a passive TiO₂ layer. However, reflux of gastric fluids may expose the implant to acidic conditions that compromise the protective layer, initiate corrosion, and potentially lead to implant failure. Given the lack of standardized testing protocols specific to esophageal stents, one of the primary objectives of this dissertation was to define a relevant test environment that better simulates physiological conditions. The research also examined the impact of material quality and various stages of the manufacturing process on corrosion resistance. Additional focus was placed on the role of polymer coatings and surface treatment methods. Electrochemical testing using cyclic potentiodynamic polarization in accordance with ASTM F2129 was employed, alongside long-term exposure in simulated gastric fluid (SGF). Surface analysis was conducted using optical microscopy, SEM, and XPS. Mechanical properties were evaluated through uniaxial tensile testing and radial force...