УДК 685.314.3

Таганова В.А., Каплей А.М., Кошуро В.А.,

Родионов И.В., Пичхидзе С.Я.

,

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А., Россия

Уменьшение открытой пористости углеситалла

Статья подготовлена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках базовой части государственного задания образовательным организациям высшего образования, подведомственным Минобрнауки РФ (проект № 1189)

Аннотация: в статье рассмотрена возможность уменьшения открытой пористости створок клапана сердца с использованием аминосилана и ПТФЭ в виде дисперсии марки Ф–4Д в интересах снижения риска тромбообразования.

Ключевые слова: покрытие, аминосилан, ПТФЭ, краевой угол, углеситалл, пористость.

В настоящее время люди стали чаще подвергаться болезням сердца, что вызвано стрессами, плохой экологией и врожденными дефектами. Одной из причин плохой работы сердца или отказа его работы является пролапс митрального клапана. Для замены пораженного клапана применяют протез двустворчатого клапана сердца [1-4].

Основным материалом, из которого изготавливают клапан, является углеситалл марки УСБ-М (ТУ 044-38). Данный материал является биологически инертным, что положительно сказывается на характеристиках клапана. Однако, несмотря на биоинертность, пациентам всё же приходится принимать антикоагулянты – препараты для разжижения крови, чтобы уменьшить риск тромбообразования на створках и стенках клапана.

Цель работы: уменьшение шероховатости поверхности створок клапана из углеситалла с использованием ПТФЭ в виде дисперсии марки Ф-4Д в интересах снижения риска тромбообразования.

Техника эксперимента

Для проведения эксперимента были взяты образцы в виде пластин, изготовленные из углеситалла марки УСБ-М (ТУ 044-38), предварительно отшлифованы и отполированы, размером 15x15x3 мм. На поверхности данных образцов, пленка ПТФЭ формировалась в 4 этапа. Каждый этап завершался полированием поверхности образца.

Этап первый:

Чтобы увеличить адгезию пленки ПТФЭ, каждый образец пропитывался в 5-7% этанольном растворе 3-аминопропилтриэтоксисилана (аминосилан, ТУ 6-02-724-77) в ультразвуковой ванне УЗВ 2-0,16/37 в течение 5-10 мин.

Этап второй:

Для закрепления слоя аминосилана на поверхности углеситалла, образцы подвергались термической обработке (ТО) в муфельной печи типа МП-2У при температуре от 250 до 400 °С в течение 20-30 мин. После ТО проводили охлаждение образцов на воздухе. Количество повторов этапов – до трёх.

Этап третий:

На данном этапе на поверхность высушенного образца тонким слоем наносится ПТФЭ в виде дисперсии Ф-4Д.

Этап четвёртый:

Образцы подвергались ТО в муфельной печи МП-2У при температуре 350-390 °С в течение 30-50 мин, затем охлаждались на открытом воздухе.

После завершения всех этапов проводилось определение шероховатости (ГОСТ 2789-73) и открытой пористости, в качестве проверки был измерен краевой угол смачивания поверхности водой.

Таблица

Результат установки краевого угла смачивания

Изображение	Значение
1. Угол смачивания необработанной поверхности
2. Угол смачивания после пропитки раствором аминосилана
3. Угол смачивания после образования плёнки ПТФЭ

Согласно проведённым исследованиям образцов углеситалла марки УСБ-М, табл., которые пропитывались спиртосодержащим раствором аминосилана и затем, на поверхность которых наносился слой ПТФЭ дисперсии марки Ф-4Д, и последующей их ТО при разных температурах, было экспериментально доказано, что:

- аминосилан при термической обработке Т= 300°С и времени t= 25 мин снижает высоту неровностей и открытую пористость поверхности до 40%, а образованная при Т= 350-390 °С в t= 30-50 мин полимерная плёнка снижает открытую пористость поверхности до 16,5±3%, что составляет 28±5 нм.

Выводы: снижение открытой пористости поверхности углеситалла положительно сказывается на характеристиках клапана сердца, так как малое смачивание способствует снижению тромбообразований, результатом этого является уменьшение приёма антикоагулянтов и увеличение срока службы клапана.

Список литературы

1. Разработка конструкции и технологии изготовления сердечного стента / Скрипаченко К.К., Кошуро В.А., Шумилин А.И., Пичхидзе С.Я. // Саратов: Вестник СГТУ. – 2014. –Т.2. - №1. – С. 60-63.

2. Каплей А.А. Разработка технологии обработки поверхности конструкционных материалов на основе углеситалла с целью снижения поверхностной пористости изделий / А.А. Каплей, К.К. Скрипаченко, В.А. Кошуро, С.Я. Пичхидзе // Cборник научных статей IV Международной научно-практической конференции "Перспективное развитие науки, техники и технологий" (17-18.10.2014 года), Курск, 2014. – С.162-163.

3. Патент РФ № 2175956 / И.Ю. Бурлов, А.Ю. Бурлов, В.П. Исаков // Способ пропитки пористых изделий. – 2001.

4. Каплей А.М., Смоленко Д.М., Пичхидзе С.Я. К вопросу о снижении пористости углеситалла. Курск: ЮЗГУ, 2016. – 3с.