ДОПИНИРОВАНЫЕ АЗОТОМ НАНОПЛЕНКИ ДИОКСИДА ТИТАНА ДЛЯ МЕДИЦИНСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ

Аннотация

В данной работе представлены исследования азотсодержащих нанопленок диоксида титана (N-TiO₂). Исследование нанопленок, рекомендуемых для биомедицины в качестве биопокрытия, вызвано важностью проблемы повышения резистентности медицинских имплантатов. Биопокрытия осаждались методом реактивного магнетронного распыления при различном напряжении смещения U_b = 0-100 V. Допирование азотом оксидной пленки, с технологическим замещением кислорода на атомы азота, меняет свойства материала: проявляются антитромбогенные качества и возрастает уровень гемосовместимости. Повышаются коррозионные показатели пленки. При взаимодействии с биологическими жидкостями происходит частичное растворение биопокрытия с дальнейшим выделением\образованием соединений со связью N-O, которые являются важнейшими соединениями для жизнедеятельности человека. Для исследования фазового перехода и кристалличности нанопленок использовали метод рентгеновской дифракции (XRD). При отрицательном смещении в этих пленках доминирует фаза рутила (68%), объемная доля которого перманентно растет с ростом содержания азота в составе реактивного газа, объемная доля анатаза уменьшается до 10%. Морфология поверхности исследована с помощью сканирующей электронной микроскопии. Установлено, что пленки, осажденные при ненулевых напряжениях смещения, обладают более мелкозернистой структурой, чем при отсутствии смещения. Химическая стабильность и элементный состав оценивали с помощью рентгенофлуоресцентной спектрометрии (XFS) и атомно-эмиссионной спектрометрии (AES). Представлены данные измерений контактного угла и поверхностной энергии. Результаты исследования показали влияние напряжения смещения на фазовый состав, морфологию поверхности и химические свойства нанопленок N-TiO₂. Анализ экспериментальных данных указал, что рассматриваемые пленки N-TiO₂ могут играть роль депо оксида азота непосредственно в области патологии, если они служат покрытием имплантата.