KOROZIJA I PRIMENA TITANA UBIOMEDICINIPosted on 27, 2012bybokisinglSADRAJUVODI. KOROZIJAI.1. Definicija korozije prema HRN EN ISO 8044 I.2. Korozija metala Me u kiselom rastvoruI.3. Korozija metala Me u kiselom rastvoru koji sadri kiseonikI.4. Korozija metala Me u neutralnom i alkalnom rastvoruI.5. Korozijski trokoviI.6. Trokovi korozije u odnosu na ostale trokoveIITITAN I NJEGOVE LEGUREII.1. .ta je ustvari titan?II.2. Fizike i mehanike osobine titanaII.3. Korozija titanaIII. PRIMENA TITANA U BIOMEDICINIIII.1. Kardiovaskularna primena titana i primena u osteosintezi III.2 Oksidni filmovi na istom titanu III.3. Korozivne i mehaniko-bioloke osobine IV. MEHANIKI I HEMIJSKI TRETMAN TITANAIV.1. Tretman titana kiselinama i vodonik-peroksidom IV.2. Tretman titana bazamaIV.3. Anodna oksidacija titana IV.4. Biohemijska modifikacija titana i njegovih legura V. FIZIKE METODE TRETMANA TITANA V.1. Tehnika termalnog rasprivanjaV.2.Tehnika plazma-spreja, fiziko deponovanje pare i jonska implantacija VI. REZIME VII. LITERATURA UVODProuavanje korozije je postala oblast od izuzetnog znaaja za gotovo sve oblasti ljudske aktivnosti tako da nije potrebno posebno obrazlagati razloge za njeno prouavanje i primenu naunih dostignua. Ipak treba napomenuti da se zbog korozije svake godine gubi izmeu 5-30 % proizvodnje crne metalurgije, gubi se veliki deo prirodnih bogatstava i vri neprihvatljiva degradacija ivotne sredine. Zbog toga poznavanje korozionih procesa i upotreba najkvalitetnijih materijala predstavljaju pravi odgovor kako smanjiti tetne korozione procese.I. KOROZIJAI.1. Definicija korozije prema HRN EN ISO 8044Korozija je fiziko-hemijsko delovanje metala i njegovog okruenja koje uzrokuje promenu upotrebnih osobina metala, te moe dovesti do oteenja funkcije metala, okoline ili tehnikog sastava koji oni ine.Napomena:Ovo je meudelovanje najee elektrohemijsko. Dve osnovne vrste korozije su hemijska i elektrohemijska korozija.Hemijska korozijaodvija se prema zakonima hemijske kinetike heterogenih reakcija (u gasovima, u potpunoj odsutnosti kondenzacije vodene pare na povrini metala, obino pri visokim temperaturama).Elektrohemijska korozijaodvija se u elektrolitskim rastvorima prema zakonima elektroktrohemijske kinetike putem bar jedne anodne i jedne katodne reakcije.I.2. Korozija metala Me u kiselom rastvoru (Slika 1)I.3.Korozija metala Me u kiselom rastvoru koji sadri kiseonik (Slika 2)

I.4.Korozija metala Me u neutralnom i alkalnom rastvoru (Slika 3)

I.5. Korozijski trokovi:1950 H.H. Uhlig SAD: 2.1% BDP1970 T.P. Hoar Velika Britanija: 3.5% BDP1974 Japan: 1.2% BDP1975 Battelle/NBS SAD: 4.5% BDP1976 SAD: 70 milijardi $.1982 SAD: 126 milijardi $.I.6. Trokovi korozije u odnosu na ostale trokove (Slika 4)II. TITAN I NJEGOVE LEGURETitan je metal, mnogo laki od elika. Osnovne osobine titana su:-velika otpornost na koroziju,-otpornost na poviene temperature,-mala elastinost na sobnim temperaturama.Njegove mehanike osobine zavise od koliine i vrste primesa jer utiu na poveanje vrstoe, a smanjuju plastinost i ilavost. Ima veu vrstou od aluminijuma. Otkriven je krajem 18. veka. Prvi ga je otkrio Gregor 1790. godine u Engleskoj, a pet godina kasnije Klaproth ga je pronaao u Maarskoj. Proizvodnja titana je poela mnogo kasnije, tek 1950. godine jer je postojala tekoa u odvajanju ovog metala od kiseonika. Jedan od procesa odvajanja je Krollov ekstrakcioni proces. Ovaj postupak je veoma skup. Ekstrakcija titana je relativna, energetski intenzivnija i zahteva esnaest puta veu energiju po jednoj toni nego elik, a samo dva puta veu energiju od aluminijuma.II.1. ta je ustvari titan?isti titan je beli svetli metal male gustine (4500 kg/m3), izuzetno velike otpornosti na koroziju i lagan je za kovanje. Topi se pri temperaturi od oko 1668 C. Veoma je reaktivan metal, reaguje sa kiseonikom i azotom iz atmosfere, kao i vodonikom ako je prisutna vlaga. Zbog reaktivnosti mesta gde se titan proizvodi su prvo proiena sa inertnim gasovima (najee sa argonom).Inae, titan je deveti po redu najmanje prisutni metal u zemljinoj kori (0.7%). vrst je kao elik, ali je 35% laki. On je 60% tei od aluminija, ali je zato dvostruko vri. Titan nalazimo u stenama. Naravno da se prilikom primene sva dobra svojstva titana i dodatno poboljavaju sa dodavanjem razliitih primesa (aluminijum, molbiden, gvoe, mangan, paladijum). Dodavanjem paladijuma poveavamo otpor koroziji a dodatkom ostalih elemenata poveavamo mu vrstou.Titan je oduvek izuavan kao redak metal, ali u poslednje vreme svoje mesto nalazi u industriji kao vodei element. Hemijski gledano, titan je jedan od prelaznih elemenata IV grupe 4.periode u Mendeljeovom periodnom sistemu elemenata. Njegov atomski broj je 22 dok je atomska teina 47,9. Kao prelazni metal, titan ima nepotpuno ispunjenu d ljusku u svojoj elektronskoj strukturi.U elementarnom stanju ima visoku taku topljenja (1668C) i heksagonalnu kristalnu strukturu. Legure titana klasifikuju se kao , +, metastabilne , ili stabilne legure u zavisnosti od sobne temperature. Legirajui elementi titana dele se u tri kategorije:1) stabilizatori kao to su Al, O, N, C;2) stabilizatori, kao to su Mo, V, Nb, Ta (izomorfni), Fe, W, Cr, Si, Co, Mn, H;3) neutralni, kao to je Zr. i bliske- titan legure pokazuju dobar korozioni otpor, ali imaju ogranieni otpor prema niskim temparaturama. Suprotno tome, + legure imaju pospeene spomenute osobine u odnosu na i legirane faze. Generalno, osobine ovih materijala zavise od sastava, proporcionalnog odnosa i faze, termalnog tretmana, i termo-mehanikih uslova obrade.Titan nikal (TiNi) legura ima iroku primenu u medicini (inzvanredne memorijske osobine). Svoju primenu u medicini ova legura nalazi u postupcima fiksacije kotanih fragmenata iu zubnoj protetici. Sve vie se upotrebljavaju u oblasti hirurgije i u leenju malignih obolenja. Nekadanja primena titana u medicini, hirurgiji i zubnoj protetici bazirala se na industrijskom napredtu i strogim zahtevima u vezi njegove primene koje je postavljala vojna industrija i aktivnosti vezane za kosmika istraivanja.Primena i korist od titana i njegovih legura kao biomaterijala superiorne biokompatibilnosti i dobrih korozivnih osobina vea je u odnosu na konvencionalne kobaltove legure. (Browne, 2000.)II.2. Fizike i mehanike osobine titanaTitan nije plemeniti metal. Vane fiziko-mehanike osobine titana su: mala teina, dobra vrstoa, lakoa obrade i velika otpornost na koroziju. Ove osobine zavise od vrstoe metala. Uopte , to je metal istiji, laki je za preradu, ali je njegova vrstina manja. Titan je odlina baza za dodatne legure. Gotovo svi metali su rastvorljivi u titanu. S obzirom da mehanike osobine zavise od istoe metala neke vrste titana se proizvode u mlevenom obliku.II.3. Korozija titanaU hemijskom smislu titan je otporan na vlani hlorni gas, hlorne rastvore i oksidne kiseline kao to su azotne. Otporan je na razblaene koncentrate sulfata i veinu organskih kiselina na sobnim temperaturama. Pri zagrevanju se rastvara u razblaenoj sonoj, sumpornoj i azotnoj kiselini. Hidrofluorne i fosforne kiseline kao i neki koncentrati alkalnih kiselina nagrizaju titan. Titan oksidie ali se i kiseonik s titanom pretvara u vrst rastvor, to sve zavisi od temperature. Moe doi do istovremene oksidacije i difuzije pri povienoj temperaturi. Zato je upotreba titana pri povienim temperaturama ograniena reakcijom sa kiseonikom.Naprimer: 1,01596 mm (0,04 ina) komad titana postaje nesavitljiv ako se u vazduhu izloi nekoliko sati dejstvu temperature od 8160C. Isti komad se bez ikakvih promena u sastavu i osobinama moe izlagati i 500 sati na temperaturi od 5660C.Drugi primer je izlaganje komada titana od 0,380985 mm (0,015 ina) koji bez promena odoleva 15 minuta temperaturi od 10930C.Na slici 5 prikazana je tabela korozije nelegiranog titana u vodenom rastvoru.Slika 5III.PRIMENA TITANA U BIOMEDICINIOteenja tekih tkiva u ljudskom organizmu posledica su mnogobrojnih nezgoda, starenja i dr. Praksa hirurgije je upravo zamena oteenih tkiva. U zavisnosti od zone gde implantanti trebaju biti usaeni i funkcije koju obavljaju zahtevaju se drugaiji materijali.Titan i njegove legure nalaze iroku primenu kao kotani implantanti (slika 6).kao i u zameni zglobnih sastava (slika 7)Slika 6: Teka tkiva u ljudskom telu (Browne, 2000.)Slika 7: ematski prikaz implantacije vetakog kuka (Browne, 2000.)Za fiksaciju vetakih kostiju, kao to je sluaj kod ugradnje vetakih kukova i zglobova kolena, koriste se dve metode. Jedna od njih je cementaciona fiksacija kostiju (cementaciona implantacija). Cementirane komponente bazirane na poli (metilmetakrilat) (PMMA) se fiksiraju za kotani implantant. Cement se priprema u operacionoj sali sa mogunou brzog ubrizgavanja u kotani sistem. Njegovo ovravanje rezultat je egzotermne reakcije. Do neuspelog procesa cementacije moe doi ukoliko oslabi hemijska veza izmeu cementa i kotanog sastava. (Ratner, 2001.)

Titan i njegovelegure kao to je ve napomenuto, nalaze primenu i u zubnoj protetici, kao materijali za izradu zubnih proteza ali i zuba pojedinano. Slika 8 ilustruje najeu primenu titana u ove svrhe. esto se za poboljanje usadnih karakteristika zuba od ovih materijala koriste hemijsko graviranje i plazma-sprejevi.Slika 8: Izraeni zavrtanj za vetaku ugradnju zuba (Browne, 2000.)Pored cementacionog mehanizma postoji jo jedan nov nain fiksacije implantanata, a to je uvrivanje proteza direktno, za ivu kost. Da bi se izbegla negativna reakcija tela na implantante, materijal implantanta mora biti bioinertan i stabilan u ljudskom telu, kao i da nema reakcije sa drugim tkivima i telesnim tenostima. Neki bioaktivni materijali kao to je hidroksiapatit i bioaktivna stakla se sve vie upotrebljavaju kao zamena tekim tkivima pri emu poboljavaju vezu izmeu usadne kosti i tkiva. Meutim, titan je takoe dobar bioinert i idealan materijal za implantaciju. Pored toga, materijali na bazi titana imaju dui vek, dobru biokompatibilnost i veliki otpor na habanje. (Ratner, 2001.)III.1 Kardiovaskularna primena titana i primena u osteosinteziTitan i njegove legure nalaze primenu i kao kardiovaskularni implantanti zbog svojih jedinstvenih osobina. Rana primena bila je vezana za protezne srane ventile, zatitne elemente pejsmejkera, vetaka srca i cirkulativne ureaje. (Ratner, 2001.)Od nedavno, koristi se Ni-Ti legura za izradu intravaskularnog ureaja, i to kao snaan, inertan i nemagnetian materijal. Takoe, ova legura se koristi u instrumentalnoj tehnici MRI (magnetna rezonanca) kao vrlo snaan dijagnostiki alat. Vetako srce izraeno od ovog materijala ilustrovano je na slici 9 a vetaki vaskularni sudovi na slici 10. Vetako srce izraeno je od titana, dok je disk u njegovom sastavu izraen od pirolitik-karbona. Takoe, ventili vetakog srca obloeni su tankim ugljeninim filmom koji poveava kompatibilnost sa krvotokom. Mogue negativne reakcije organizma mogu se javiti ukoliko telo odbije da prihvati implantant. (Browne, 2000.)

Slika 9: Izgled vetakog srca od titanijumskog materijalaSlika 10.: Vetaki titanski vaskularni sudoviiroka primena ovih materijala moe se sresti i u osteosintezi, npr. u fiksaciji prelomnih kostiju. U tu svrhu koriste se razliite vrste zavrtnja i tzv. tanjira (slika 11.).

Slika 11. Titanijumski zavrtnji i tanjiri koji se koriste u saniranju fraktura kostiju (Ratner, 2001.)III.2 Oksidni filmovi na istom titanuTitan i veina njegovih legura hemijski su inertni, pokazuju dobre antikorozivne karakteristike i biokompatibilni su to za posledicu ima i hemijsku stabilnost titan-oksidnih filmova debljine svega nekoliko nanometara. Izgled oksidnih filmova obrazovanih na sobnoj temperaturi i na istom titanu ilustrovan je na slici 12.(Bania, 1993.)

Slika 12: ematski prikaz oksidnog filma na istom titanijumu (Bania, 1993.)Amorfni ili nanokristalni oksidni filmovi obino imaju debljinu od 3-7 nm, a ine ih stabilni oksidi TiO2. Hidroksid i hemisorbovana voda vezuje se za Ti katjone. Hidroksidni joni vezani za metalne katjone poseduju kiselo-bazne osobine zavisno od tipa metalnih katjona i tipa veze sa tim katjonima. Hidrokompleksi multivalentnih katjona titana su amfoterni (amfoteran-koji pokazuje osobine i kiseline i baze). Jednaina hidrolize titana u vodenom rastvoru moe se prikazati (Bania, 1993.):

Prva reakcija odgovorna je za formiranje povrinskog negativnog naboja dok je za drugu reakciju karakteristian pozitivan naboj. Mnogobrojna istraivanja ispraena i papirnom verifikacijom rezultata ukazuju na injenicu da titanska oksidna povrina ima dve hidroksidne grupe, kiselog i baznog tipa vezane za jedan Ti katjon.Na taj nain se obrazuje most (most-koordinacija). Slika 13 ematski strukturno prikazuje TiO2povrinu sa dva tipa hidroksidnih grupa. Za odreivanje povrinskog naelektrisanja esto se koristi izoelektrina taka (IEP). Za titan-oksid ova taka varira i obino ima vrednost od 5-6,7.U vodenoj sredini negativno naelektrisanje titanske povrine se poveava sa poveanjem pH vrednosti.(Bania, 1993.)Slika 13:Strukturni ematski prikaz TiO2povrine sa dva tipa hidroksidnih grupa (Bania, 1993.)III.3 Korozivne i mehaniko-bioloke osobine titanaImplantirani materijali u ivom organizmu dolaze u kontakt sa telesnim tenostima (krv). Hloridni jon u krvnoj plazmi ima koncentraciju od 113 mEq/l koja je prilino visoka i moe uzrokovati koroziju metalnih materijala. Telesne tenosti takoe sadre aminokiseline i proteine koji ubrzavaju koroziju. U normalnim uslovima pH vrednost krvi iznosi 7,35-7,45. Meutim, pH vrednosti u tekim tkivima opada na 5,2 nakon implantacije i dostie vrednost od 7,4 za dve sedmice. Korozija implementiranih materijala u telesnim tenostima moe prouzrokovati alergiju i toksino dejstvo istih. Zato je rezistentnost na koroziju metalnih biomaterijala jako vana. Za razliku od drugih materijala, titan i njegove legure korodiraju ili jako brzo ili ekstremno sporo u zavisnosti od okolnih uslova. Kada su u kontaktu sa telesnim tenostima ija je pH vrednost bliska neutralnoj izloenost materijala koroziji je niska i teko se eksperimentalno moe odrediti. S obzirom da se titan dosta koristi u ortopediji, otpornost ovog materijala na habanje i abraziju mora biti visoka. (Dowson, 1981.)Mehanike osobine se pospeuju razliitim postupcima kao to su PVD premazivanje (TiN, TiC), jonska implantacija, termalni tretmani (difuzija, nitriranje i kaljenje) i lasersko legiranje sa TiC. U pogledu biokompatibilnosti, titan i njegove legure su jako cenjeni materijali. Relativno su inertni i imaju dobra antikorozivna svojstva zahvaljujui oksidnoj povrini. Titan lako absorbuje proteine (belanevine, kolagene, fibronektin, laminin) iz biolokih tenosti. Takoe, titanska povrina dobar je oslonac za rast elija i njihove diferencijacije. Mnogo radova posveeno je istraivanjima interakcije izmeu titanske povrine i elija. Nakon implantacije materijala u ljudski organizam, neutrofili su oni koji imaju vaan uticaj na implantante praenjem stvaranja dinovskih elija iz aktiviranih makrofaga. Nakon implantacije materijala u telo, prva faza reakcije (nakon interakcije sa vodom i jonima) je nespecifina adsorpcija proteina. Zatim, neutrofili i makrofagi na neki nain vre ispitivanje implantanata. Meusobni uticaj makrofaga i citokina dovodi verovatno do privlaenja fibroblasta i enkapsulacije stranog tela u organizam. Volumna svojstva biomaterijala, kao to je netoksinost, nekorozivnost i kontrolisana degradibilnost, kao i modul elastinosti vani su s aspekta pravilnog odabira pravog materijala za specifinu biomedicinsku primenu. Ishod implantacije obuhvata interakciju izmedu bioloke okoline i povrine vetakog materijala i bioloku reakciju kao odgovor tela. Metalna povrina ima znaajnu ulogu kada se radi o biolokoj reakciji. Implantanti sainjeni od istog titana esto imaju sklonost ka oksidaciji zbog ega moe doi i do plastine deformacije istih. Takve iste povrine esto nisu odgovarajue sa biomedicinsku primenu, pa zahtevaju odreenu vrstu povrinskog tretmana. Drugo, npr. krvno-kontaktni implantanti moraju imati dobru kompatibilnost sa krvnim sistemom.IV. MEHANIKI I HEMIJSKI TRETMAN TITANAMetode koje se koriste za modifikaciju mehanikih karakteristika metalne povrine poput mainske obrade, glaanja, buenja podrazumevaju fiziki tretman i adekvatno oblikovanje. Cilj tih metoda je dobijanje povrina koje nisu hrapave i stvaranje uslova koji nisu kontaminirajui za ljudski organizam. Hemijske metode podrazumevaju hemijsku obradu povrina, elektrohemijski tretman (anodna oksidacija), so-gel, hemijsku depoziciju pare (CVD) i biohemijsku modifikaciju. (Dowson, 1981)Hemijska depozicija pare proces je koji obuhvata hemijsku reakciju izmeu hemijskih supstanci u gasovitoj fazi i povrine uzorka. Uglavnom, hemijski tretman titana i njegovih legura baziran je na hemijskoj reakciji na meupovrini titan-rastvor. Takvi tretmani su kiseli, bazni, H2O2, toplotni i pasivacioni tretmani. (Bania, 1993.)IV.1. Tretman titana kiselinama i vodonik-peroksidomTretman kiselinama uglavnom se koristi kako bi se uklonili oksid i kontaminacija, a u cilju dobijanja uniformne povrine. Kombinovanje kiselina koristi se kao predtretman na titanu. Standardni rastvor kiseline za predtretman dobija se meanjem 10 30 vol % HNO3i 1 3 vol% HF u destilovanoj vodi. HF reaguje sa TiO2pri emu se stvara rastvorljivi titan-fluorid i vodonik. Inkorporiranje vodonika u titanu moe prouzrokovati krtost povrinskog sloja, meutim izbalansiranim odnosom fluorovodonine i nitratne kiseline (10 : 1) moe se minimizirati stvaranje slobodnog vodonika. Mnogobrojna istraivanja su ak pokazala da HCl predstavlja dobar dekontaminacioni agens jer lako rastvara soli titana a ne slabi povrinu. Kiselinsko graviranje se koristi za tanke oksidne povrine (10 nm i manje). Takvi oksidni slojevi rastu lagano u vazduhu, 3-6 nm u toku perioda od 400 dana. Ukoliko ima rezidualnih ostataka fluorida oni se mogu odrati ak i posle post-termalnog tretmana graviranja. Sem toga, tretmani kiselinama esto su korieni u kombinaciji sa drugim metodama u cilju unapreenja osobina titanovih legura. Wen i njegovi saradnici doli su do saznanja da se bioaktivitet tih legura moe poboljati hemijskim tretmanom uz upotrebu HCl i H2SO4i alkalnih rastvora. Reakcijom titanske povrine i vodonik-peroksida stvara se amorfni Ti-peroksi gel. Debljina ovog gela pre svega zavisi od trajanja hemijskog tretmana. Transformacija iz amorfnog u kristalno stanje omoguena je na viim temperaturama (300 C i vie). Termalni tretmani u kojima je temperatura nia od 600 C snano menjaju morfologiju gela. Najbolju bioaktivnost titanski gel dostie tretmanom na temperaturama izmeu 400 500 C (slika 14). Tretman titanske povrineu H2O2/TaCl5rastvoru takoe dovodi do stvaranja amorfnog gela. Termalnim postupkom na 300 600 C amorfni titan se transformie u anatas (jedan od tri prirodna kristalna oblika titandioksida). (Bania, 1993.)

Slika 14: Ti-povrina tretirana rastvorom H2O2/ HCl na 801C 30 min a potom termalno tretirana na 400 C 60 min (Dowson, 1981.)IV.2. Tretman titana bazamaTretman bazama u cilju pospeivanja bioaktivnosti Ti povrine omoguava stvaranje bioloki aktivne kosti slinoj apatitnom sloju na povrini bioaktivne keramike kakva je hidroksiapatit i staklo-keramika. Materijal se prvo uranja u 5 10 M NaOH ili KOH rastvor (24 h) ukljuujui ispiranje destilovanom vodom i ultrasonino ienje (5 min). Primerci se zatim sue u pei na 40 C (24 h) i konano termalno tretiraju na 600 800 C (1 h). S obzirom da titan ima tendenciju za stvaranje oksida termalni tretman se obavlja pod pritiskom od 10-4do 10-5Torr. Nakon tretmana titanska povrina postaje porozna. (slika 15). (Beak, 2002.)

Slika 15: Izgled povrine alkalno itermalno tretiranog titana(Beak, 2002.)U toku alkalnog tretmana dolazi do parcijalnog rastvaranja TiO2usled jakog dejstva hidroksilnih grupa i hidratacije titana (Beak, 2002.):

IV.3. Anodna oksidacija titanaAnodna oksidacija podrazumeva stvaranje zatitnih oksidnih filmova na anodnoj povrini metala. Razliita razblaenja kiselina (H2SO4, H3PO4i dr.) se koriste kao elektroliti u ovoj metodi. Prednost anodizacije titana ogleda se u poboljanju adhezije i uvrenju veza, to je naroito vano u kosmikoj industriji. Strukturna i hemijska svojstva anodnih oksida mogu varirati u zavisnosti od procesnih parametara kao to je anodni potencijal, sastav elektrolita, temperatura i dr. Aparatura za anodnu oksidaciju ematski je prikazana na slici 16. (Beak, 2002.)

Slika 16: ematski prikaz aparature za anodnu oksidaciju (Beak, 2002.)Reakcije anodne oksidacije mogu se prikazati na sledei nain (Ti / Ti-oksid):Ti-oksid / elektrolit (joni kiseonika reaguju sa Ti u formiranju oksida) (Beak, 2002.):

Joni kiseonika i titan formiraju se u ovim redoks reakcijama koje su katalizovane spoljnim elektrinim poljem. Anodni titan-oksid ima visok specifini otpor prema elektrolitima u elektrinom kolu. Pad napona javlja se kroz oksidni film na anodi. Ako je elektrino polje dovoljno visoko da prenosi jone kroz oksid, oksid e imati tendenciju rasta. Debljina oksidnog filma linearno je zavisna od primenjenog napona. Anodna oksidacija ovog tipa nosi naziv jo mikro-luna oksidacija (MAO) ili plazma-elektrolitina oksidacija. U MAO procesu, anoda je sainjena od metala uronjenih u vodeni rastvor pri emu se naizmenini napon uspostavlja izmeu anode i katode. U anodnom ciklusu napon je obino u granicama od 150 1000 V, dok je za katodni ciklus karakteristian napon od 0 100 V. MAO proces karakterie fenomen elektrinog pranjenja na anodi u vodenom rastvoru. Svojstva prevlaka dobijenih u ovom procesu zavise odsastava elektrolita, temperature elektrolita,sastava legura, napona, vremena itd. Yang i njegovi saradnici doli su do saznanja da anodna oksidacija u rastvoru H2SO4uz termalni treman na 600 C (1h) predstavlja efikasnu metodu za dobijanje bioaktivnog titana (slika 17). (Beak, 2002.)

Slika 17: Izgled povrine titana usted oksidacije u 1 M H2SO4rastvoru na 155 V (Beak, 2002.)IV.4. Biohemijska modifikacija titana i njegovih leguraBiohemijska modifikacija biomaterijala podrazumeva bioloko i biohemijsko poznavanje elijskih funkcija, mehanizama adhezije i diferencijacije. Cilj modifikacije jeste pobuivanje elija i tkiva odgovornih za imobilizaciju peptida, proteina i faktora rasta. Razliite tehnike, kao silanizacija titana, fotohemija i imobilizacija proteina se koriste za poboljanje biokompatibilnosti titana i njegovih legura. Ove tehnike koriste u tu svrhu fiziku adsorpciju posredstvom elektrostatikih sila, van der Walls-ovih sila ili hemijskih veza. S obzirom na postojanje TiO2filma, modifikovani sloj nije u direktnom kontaktu sa substratom kao to je prikazano na slici 13. Poto je TiO2povrina relativno inertna, samo par organskih reagenata, kao to su organosilani, organofosfati i fotosenzitivni reagensi sposobni su za stvaranje vrste hemijske veze. Kovalentno pricvrivanje organosilana smarta se dobrom metodom za pospeivanje povrinskih osobina. Siloksan-filmovi sintetizovani su na mnogim vrstim povrinama ukljuujui metalne povrine, keramiku i polimere. Silanska tehnologija koristi se i za titanske povrine za poveanje metal-metal i metal-polimer adhezije i imobilizaciju enzima. Takoe ova tehnologija je korisna za kalemljenje biomolekula unutar titanijumskih impantanata zarad biokompatibilnosti. (Liu, 2004.)Slika 18: ematski prikaz biohemijske modifikacije Ti-povrine; A-polimerizacija; B-meuprostor izmeu funkcionalnih grupa i Ti-povrine; C-organofunkcionalne grupe (Liu, 2004.)V.FIZIKE METODE TRETMANA TITANAOksidi titana su predmet brojnih istraivanja uglavnom zbog postojanja velikog broja jedinjenja razliitih struktura, stehiometrije i osobina. Poev od 1940. g. objavljeno je nekoliko studija o strukturama TiOx. Jedna grupa oksida gde je 0,80