Введение
Глава I. Состояние вопроса 11
1.1. Анатомические особенности и биомеханические характеристики тазобедренного сустава 11
1.2. Физико-механические и деформационные характеристики костных структур 20
1.3. Конструктивные особенности и требования, предъявляемые к эндопротезам тазобедренного сустава 22
1.4. Характеристики материалов, применяемых в конструкциях высоконагруженных имплантатов 28
1.5. Титани сплавы на его основе как приоритетный материал для компонентов эндопротезов 41
1.6. Возможности улучшения эксплуатационных характеристик эндопротезов из титановых сплавов при применении новых технологий их обработки 53
1.7. Заключение по литературному обзору и постановка задачи исследования 73
Глава II. Объекты и методы исследования 75
2.1. Объекты исследования 75
2.2. Методы исследования 77
Глава III. Обоснование требований к структуре и механическим свойствам материалов ножек бедренных компонентов эндопротезов 84
3.1 Особенности конструкций бедренных компонентов эндопротезов бесцементной фиксации 84
3.2. Выбор и экспериментальное определение физико-механических параметров системы «имплантат-кость» 92
3.3. Компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния биомеханической системы «бедренная кость - ножка эндопротеза бесцементной фиксации» 96
3.3.1. Биомеханика бедренного компонента бесцементной фиксации эндопротеза «Имплант-Элит Про» 101
3.3.2. Биомеханика бедренного компонента бесцементной фиксации эндопротеза «Ильза» 114
Требования к механическим свойствам и параметрам конструкции ножек эндопротезов 124
Исследование объемной структуры и механических свойств заготовок ножек бедренных компонентов эндопротезов из сплава ВТ20, полученных по различным технологиям 130
Структура и свойства литых фасонных заготовок из сплава ВТ20 131
Структура и свойства заготовок из сплава ВТ20, полученных из катаных плит 140
Влияние режимов термической обработки на объемную структуру и механические свойства литых и деформированных заготовок из сплава ВТ20 144
4.3.1. Влияние режимов термической обработки на структуру и механические свойства фасонных отливок из сплава ВТ20 144
4.3.2. Влияние режимов термической обработки на структуру и механические свойства деформированных заготовок из сплава ВТ20 146
Исследование взаимодействия титанового сплава ВТ20 с водородом 153
Разработка режимов термоводородной обработки для преобразования структуры фасонных отливок из сплава ВТ20 169
Анализ влияния микроструктуры на механические свойства титанового сплава ВТ20 и оптимизация технологий обработки литых и деформированных заготовок ножек бедренных компонентов эндопротезов тазобедренного сустава 172
Глава V. Исследование влияния структуры поверхности заготовок из сплава ВТ20 после различных технологических операций обработки на комплекс эксплуатационных свойств ножек эндопротезов 179
5.1. Исследование микрогеометрии и структуры поверхности заготовок из сплава ВТ20 после механической обработки и их влияния на механические свойства 180
5.2. Исследование структуры и свойств заготовок из сплава ВТ20 с нанесенным пористым покрытием 189
5.3. Исследование структуры и свойств заготовок из сплава ВТ20 с различной микрогеометрией поверхности, подвергнутых вакуумному ионно-пл азменному азотированию 200
5.4. Разработка рекомендаций по построению технологических процессов производства ножек бедренных компонентов эндопротезов «Имплант-Элит-Про» и «Ильза» 208
Выводы по работе 213
Список литературы 215
Приложение 230
