The comprehensive method for control of concentrations of asbestos structures in air. Part 2: Results of the control of ambient air asbestos structure concentrations at housing estate sites in Katowice

W publikacji omówiono wyniki badań próbek pobranych na czterech osiedlach mieszkaniowych w Katowicach, na których elewacje budynków były wykonane z materiałów azbestowo-cementowych i próbek pobranych w terenie bez takich materiałów. Pobieranie próbek i ich analizę wykonano kompleksową metodą kontroli stężeń struktur azbestowych w powietrzu (Rożkowicz 2007, 2008). Próbki były badane w transmisyjnym mikroskopie elektronowym typu JEM 3010 firmy JEOL wyposażonym w spektrometr EDX. Stosowano techniki dyfrakcji elektronów z wydzielonego obszaru i rentgenospektrometrii z dyspersją energii w celu określenia budowy wewnętrznej i składu chemicznego azbestu w próbce.The paper presents the results of investigations of samples collected in Katowice, at four housing estate sites where the facades of buildings are made of asbestos-cement materials and at the sites devoid of such materials, respectively. The collection of samples and their analysis have been conducted using the comprehensive method for the control of ambient air asbestos structure concentrations (Rożkowicz 2007, 2008). The samples were tested by the JEOL company manufactured JEM 3010 type transmission electron microscope equipped with the EDX spectrometer. The selected area-derived electron diffraction and energy dispersion X-ray spectrometry techniques were used to determine the internal structure and chemical composition of the asbestos in the samples

Superelastic NiTi implants for continuous bone distraction

Zasadniczym założeniem tej pracy było osiągnięcie nadsprężystości implantów użytych do dystrakcji kości dla korekcji deformacji czaszkowo-twarzowych. Opisano dwie możliwości przygotowania nadsprężystych, sprężynowych implantów użytych w kranioplastyce. W pierwszej użyto nadsprężyste, proste druty jako sprężyny w kształcie Omega lub U. Nadsprężystość jest indukowana w drutach przez wstępną deformację na zimno i wyżarzanie poniżej temperatury rekrystalizacji. Struktura dyslokacyjna i mało-kątowe granice ziaren są charakterystyczne dla struktury tych drutów. Druga możliwość indukowania nadsprężystości w sprężynach pierścieniowych bazuje na umocnieniu wydzieleniowym. W tym celu użyto stop z wyższą zawartością niklu (51%at.), w którym wydzielanie koherentnych cząstek fazy Ni4Ti3 prowadzi do umocnienia osnowy i pozwala osiągnąć wyraźne plateau naprężania na krzywej naprężenie-odkształcenie. Przydatność uzyskanych implantów wykazano w zastosowaniach klinicznych.The basic assumption of his work was to achieve the superelastic behaviour of implants used for bone distraction for correction craniomaxillofacial deformities. This paper describes two possibilities of preparing the superelastic spring implants used in cranioplasty. In the first one the superelastic straight wires were used for Omega and U-shape springs. The superelasticity is induced to the wires by a proper cold deformation and annealing below the recrystallization temperature. Dislocation cells and low angle grain boundaries are characteristic for the structure of these wires. The second possibility of the superelasticity induction into ring springs is based on the precipitation hardening. For this purpose an alloy with higher amount of nickel (51 at%) was used at which precipitation of the Ni4Ti3 coherent particles leads to the matrix hardening and allows to achieve a distinguish stress plateau on the stress-strain curve. The obtained implants have shown their usefulness in clinical applications

Phase transformations and texture in a hot extruded NiTi shape memory alloy intended for medical applications

W pracy przedstawiono badania przemian fazowych oraz badania tekstury w próbkach pręta uzyskanego po wyciskaniu współbieżnym na gorąco z wlewka NiTi odlanego w procesie wytapiania i odlewania w indukcyjnym piecu próżniowym. Proces wyciskania na gorąco przeprowadzono przy użyciu oprzyrządowania własnej konstrukcji na prasie laboratoryjnej o maksymalnej sile nacisku 1000 kN. Próbki do badań wycięto poprzecznie i wzdłuż osi ze strefy głowy i stopy pręta. Badania przebiegu przemian fazowych przeprowadzono metodami DSC i rentgenografii temperaturowej. Stwierdzono, że w próbkach po wyciskaniu i po zastosowanej obróbce cieplnej przemiany zachodziły dwustopniowo, odwracalnie wg sekwencji B2↔R↔B19’. Również metodą rentgenograficzną stwierdzono obecność tekstury osiowej . Uzyskany pręt przeznaczono do dalszego wyciskania na gorąco w celu redukcji średnicy i uzyskania półwyrobu do wykonania prototypowych wyrobów medycznych w postaci klamer do zespoleń złamań kości.The paper presents results of study of phase transitions and the texture of the samples cut from a rod obtained after hot direct extrusion of an NiTi ingot. The alloy was cast in the process of melting and casting in a vacuum induction furnace. Hot extrusion process was carried out using self-constructed instruments on a laboratory press with a maximum pressing force of 1000 kN. Test samples were cut transversely and along the axis of the head and foot of the rod. The study of phase transformations was performed using differential scanning calorimetry (DSC) and temperature X-ray diffraction (TXRD). It was found that in the hot-extruded samples and after heat processing, two stages of the reversible transformation took place according to the B2→R→B19’ sequence. Weak axial texture was also confirmed by the performed X-ray measurements. The resulting rod was intended for further hot extrusion in order to reduce the diameter and to obtain a semi-finished product for further manufacture of the prototype medical devices in the form of staples for the fixation of bone fractures

Tests of the surfaces of superelastic NiTi distractors used in the treatment of craniostenosis in children

W pracy przedstawiono badania powierzchni supersprężystych implantów NiTi w postaci spawanych laserowo na zakładkę pierścieni użytych w badaniach klinicznych w leczeniu ścieśnienia czaszki u dzieci spowodowanego zbyt wczesnym zrośnięciem szwów czaszkowych. Wykonano badania porównawcze składu fazowego, morfologii powierzchni i odporności na korozję wżerową próbek ze spawów i drutów z okolicy spawu wyciętych z implantu w różnych stadiach przygotowania powierzchni poprzez szlifowanie mechaniczne, trawienie chemiczne, polerowanie elektrolityczne i pasywację podczas sterylizacji w parze wodnej oraz próbek spawu i drutu wyciętych z implantu usuniętego z organizmu. Rentgenograficzne badania powierzchni spawów i drutów pasywowanych w autoklawie oraz usuniętych z organizmu, zdezynfekowanych i wysterylizowanych nie wykazały różnic w składzie fazowym. We wszystkich próbkach w temperaturze pokojowej identyfikowano tylko fazę macierzystą B2. W mikroskopowych badaniach stwierdzono znaczne zróżnicowanie morfologii powierzchni w zależności od zastosowanej obróbki powierzchniowej. Analiza chemiczna powierzchni w mikroobszarach spawu i drutu z okolicy spawu wyciętych z próbki po implantacji wykazała obecność śladowych ilości chloru, fosforu, wapnia i sodu pochodzących ze środowiska tkankowego implantu. Badania potencjodynamiczne odporności na korozję wżerową wykazały nieznaczne rozbieżności zmierzonych wartości potencjału korozyjnego i potencjału przebicia w zależności od modyfikacji powierzchni.The paper presents the research on the surface of NiTi superelastic implants in the form of lap laserwelded rings used in clinical trials for the treatment of children with craniostenosis by premature fusion of the cranial sutures. There were performed comparative tests of phase composition, surface morphology and resistance to pitting corrosion of weld samples and wire samples cut out from the implant at different stages of surface preparation by mechanical grinding, chemical etching, electrolytic polishing and passivation during steam sterilization as well as of weld samples and wire cut out from the implant removed from the body. X-ray examination of the surface of the welds and wire passivated in an autoclave and removed from the body, disinfected and sterilized showed no differences in phase composition. In all the samples at room temperature only the B2 parent phase was identified. Microscopic tests revealed significant differences in surface morphology, depending on the applied surface treatment. Chemical analysis of the surface in the microareas of the weld and wire from around the weld cut from the sample after implantation showed the presence of trace amounts of nitrogen, chlorine, phosphorus, calcium and sodium from the tissue environment of the implant. Potentiodynamic tests of resistance to pitting corrosion showed slight discrepancy in the measured values of the corrosion and breakdown potentials, depending on surface modification

Surface modification of NiTi shape memory bone staples by low-temperature glow discharge oxidation and nitriding

W pracy przedstawiono opis technologii niskotemperaturowego azotowania i tlenoazotowania jarzeniowego stopów NiTi z pamięcią kształtu. Opisano azotowanie jarzeniowe z wykorzystaniem zjawiska rozpylania katodowego, oraz warunki azotowania i utleniania jarzeniowego detali NiTi w jednym procesie technologicznym. Badania topografii powierzchni przed i po procesach jarzeniowej obróbki przeprowadzono metodą mikroskopii sił atomowych przy użyciu mikroskopu AMF firmy Veeco. Opracowane sposoby modyfikacji powierzchni zastosowano do azotowania i tlenoazotowania klamer NiTi do zespoleń złamań kości. Uzyskano klamry z jednorodnymi barwnymi warstwami. Stwierdzono podwyższenie temperatur odzysku kształtu klamer po obróbce jarzeniowej.The paper presents a description of the technology of low -temperature glow discharge nitriding and oxynitriding of NiTi shape memory alloys. Glow discharge nitriding that uses cathode sputtering and the conditions of the glow discharge nitriding and oxidation of the NiTi details in one process have been described. The studies of surface topography of NiTi samples before and after the process of the glow discharge nitriding and oxynitriding were conducted using a Veeco atomic force microscope (AFM). The developed methods have been used for nitriding and oxynitriding the surface of the NiTi staples for the fixation of bone fractures. In this way we obtained staples with uniform colored layers. The shape recovery temperature of the NiTi shape memory staples was increased after the glow-discharge treatment