Wpływ przygotowania podłoża na jednorodność warstwy hydroksyapatytu osadzanej na tytanie metodą hydrotermalną

• Autorzy: Strzała A. , Marszałek M.

Warianty tytułu

EN

The influence of substrate preparation on the hydroxyapatite coating homogeneity formed on titanium using hydrothermal method

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W celu otrzymania biozgodnej i bioaktywnej warstwy na podłożach z czystego tytanu formowano przy użyciu metody hydrotermalnej hydroksyapatyt Ca10(PO4)6(OH)2 (HA) . Sporządzenie takiego rodzaju pokrycia np. na metalicznej protezie stawu biodrowego poprawi integrację implantu z kością. Aby przyspieszyć osadzanie się HA na powierzchni metalu oraz zwiększyć jednorodność otrzymywanych warstw stosowano różne metody przygotowania powierzchni: wytrawianie w kwasach (HF), zasadach (NaOH), zanurzenie w roztworze o składzie soli podobnym do składu osocza krwi ludzkiej (roztworze Hanka). Budowę cząsteczkową tak otrzymanych warstw określono przy użyciu mikrospektroskopii ramanowskiej, a ich jednorodność oceniano na podstawie obrazu z mikroskopu optycznego sprzężonego z mikrospektrometrem ramanowskim. W artykule dyskutowany jest wpływ modyfikacji powierzchni metalu na jednorodność powstałej w procesie hydrotermalnym warstwy HA

EN

In order to obtain biocompatible and bioactive coating hydroxyapatite Ca10(PO4)6(OH)2 (HA) film was formed using hydrothermal method on pure titanium substrates. Preparation of such type of coating on metallic hip prosthesis should enhance implant’s osseointegration. To accelerate HA precipitation on metal surface and to increase the homogenity of the coating different methods of surface preparation were used: acid etching (HF), alkali treatment (NaOH), immersion in solution of composition close to the salt composition of human blood plasma (Hank’s solution). The molecular compositon of as-deposited coatings was investigated by means of Raman microspectroscopy, and their homogeneity was assessed by means of optical microscopy associated with the Raman spectrometer. In this paper the influence of Ti metal surface modification on the homogeneity of the HA coating obtained in hydrothermal process is discussed.

Słowa kluczowe

PL

hydroksyapatyt; synteza hydrotermalna; mikrospektrometria Ramana; przygotowanie podłoża

EN

hydroxyapatite; hydrothermal synthesis; Raman microspectroscopy; substrate preparation

• Wydawca: Polish Society for Biomaterials in Cracow
• Czasopismo: Engineering of Biomaterials
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 13, no. 96-98
• Strony: 16--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., tab., wykr., rys.

Twórcy

autor

Strzała A.

• Instytut Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk ul. Radzikowskiego 152, 31-342 Kraków, Polska

autor

Marszałek M.

• Instytut Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk ul. Radzikowskiego 152, 31-342 Kraków, Polska

Bibliografia

• [1] Park J., Bioceramics, Springer Science+Business Media, LCC 2008, p. 183-225.
• [2] Chang C., Huang J., Xia J., Ding C.: Study on crystallization kinetics of plasma sprayed hydroxyapatite coating. Ceramics International 25 (1999) 479-483.
• [3] Sato M., Slamovich E., Webster T.: Enhanced osteoblast adhesion on hydrothermally treated hydroxyapatite/titania/poly(lactideco- glycolide) sol-gel titanium coatings. Biomaterials 26 (2005) 1349-1357.
• [4] Greenspan D.C.: Bioactive ceramic implant materials. Current Opinion in Solid State and Materials Science 4 (1999) 389-393.
• [5] Ducheyne P., Qiu Q.: Bioactive ceramics: the effect of surface reactivity on bone formation and bone cell function. Biomaterials 20 (1999) 2287-2303.
• [6] Ozeki K., Aoki H., Fukui Y.: Effect of pH crystallization of sputtered hydroxyapatite film under hydrothermal conditions at low temperature. Journal of Material Science 40 (2005) 2837-2842.
• [7] Choi J.-M., Kim H.-E., Lee I.-S.: Ion-beam-assisted deposition (IBAD) of hydroxyapatite coating layer on Ti based metal substrate. Biomaterials 21 (2000) 469-473.
• [8] Hamada K., Kon M., Hanawa T., Yokoyama K., Miyamoto Y., Asaoka K.: Hydrothermal modification of titanium surface in calcium solutions. Biomaterials 23 (2002) 2265-2272.
• [9] Cui F.Z., Luo Z.S., Feng Q.L.: Highly adhesive hydroxyapatite coatings on titanium alloy formed by ion beam assisted deposition. Journal of Materials Science: Materials in Medicine 8 (1997) 403-405.
• [10] Yoshinari M., Ohtsuka Y., Derand T.: Thin hydroxyapatite coating produced by the ion beam dynamic mixing method. Biomaterials 15 (1994) 529-535.
• [11] Cleries L., Fernandez-Pradas J.M., Sardin G., Morenza J.L.: Application of dissolution experiments to characterize the structure of pulsed laser-deposited calcium phosphate coatings. Biomaterials 20 (1999) 1401-1405.
• [12] Zhang Y., Fu T., Han Y., Wang Q., Zhao Y., Xu K.: In vitro and in vivo tests of hydrothermally synthesised hydroxyapatite coating. Biomolecular Engineering 19 (2002) 57-61.
• [13] Ioku K., Kawachi G., Sasaki S., Fujimori H., Goto S.: Hydrothermal preparation of tailored hydroxyapatite. Journal of Materials Science 41 (2006) 1341-1344.
• [14] Liu F., Wang F., Shimizu T., Igarashi K., Zhao L.: Hydroxyapatite formation on oxide films containing Ca and P by hydrothermal treatment. Ceramics International 32 (2006) 527-531.
• [15] Huang P., Xu K., Han Y.: Hybrid process of microarc oxidation and hydrothermal treatment of titanium implant. Journal of Porous Materials 11 (2004) 41-45.
• [16] Fujishiro Y., Fujimoto A., Sato T., Okuwaki A.: Coating of hydroxyapatite on titanium plates using thermal dissociation of calcium-EDTA chelate complex in phosphate solutions under hydrothermal conditions. Journal of Colloid and Interface Science 173 (1995) 119-127.
• [17] Fujishiro Y., Nishino M., Sugimori A., Okuwaki A., Sato T.: Coating of hydroxyapatite on various substrates via hydrothermal reactions of Ca(edta)2- and phosphate. Journal of Materials Science: Materials in Medicine 12 (2001) 333-337.
• [18] Calixto de Andrade M., Tavares Filgueiras M., Ogasawara T.: Hydrothermal nucleation of hydroxyapatite on titanium surface. Journal of the European Ceramic Society 22 (2002) 505-510.
• [19] Raikar G., Geregory J., Ong J., Lucas L., Lemons J., Kawakara D., Nakamura M.: Surface characterization of titanium implants. Journal of Vacuum Science and Technology A13 (1995) 2633-2637.
• [20] Smithells C.J., Metals Reference Book, vol. 1, Butterworths, London, 1967.
• [21] Janasova L., Mueller F.A., Helebrant A., Strnad J., Greil P.: Biomimetic apatite formation on chemically treated titanium. Biomaterials 25 (2004) 1187-1194.
• [22] Yousefpour M., Abdollahe A., Chen J., Xingdong Z.: Bioactive layer formation on alkaline-acid treated titanium in simulated body fluid. Materials and Design 28 (2007) 2154-2159.
• [23] Kokubo T., Matsushita T., Takadama H.: Titania-based bioactive materials. Journal of the European Ceramic Society 27 (2007) 1553-1558.