Wpływ modyfikacji laserowej stopu Ti13Nb13Zr na mikrostrukturę powłok hydroksyapatytowych

• Autorzy: Majkowska B. , Jażdżewska M. , Zieliński A. , Antoszkiewicz M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2015.3.8

Warianty tytułu

EN

Effect of laser modification of the Ti13Nb13Zr alloy on microstructure of the hydroxyapatite coatings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Dotychczasowe badania powierzchni wszczepów tytanowych dla chirurgii kostnej wykazały, że osteointegracja na powierzchniach rozwiniętych jest znacznie szybsza niż na powierzchniach gładkich, co za tym idzie chropowatość powierzchni implantu ma bardzo duży wpływ na adhezję składników środowiska biologicznego. W artykule przedstawiono wstępne wyniki badań dotyczące wpływu chropowatości powierzchni stopu Ti13Nb13Zr o bardzo małym module Younga na budowę wytworzonej powłoki hydroksyapatytowej. Próbki z biostopu tytanu poddano obróbce laserowej za pomocą lasera Nd:YAG firmy Trumph o średniej mocy 150 W w celu zmiany geometrii powierzchni. Na tak przygotowanym podłożu wytwarzano powłoki hydroksyapatytowe metodą elektroforezy, stosując 0,5 i 1,0 g stężenie proszku HAp na 100 ml alkoholu etylowego. Osadzanie katodowe prowadzono przy napięciu 10 i 50 V przez 5 i 10 min. Po przeprowadzonej obróbce laserowej i wytworzeniu powłok HAp mierzono profil chropowatości powierzchni i prowadzono obserwacje za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego.

EN

So far research of the surfaces of titanium implants in bone surgery demonstrate that osteointegration on rough surface is much faster than on smooth ones. The roughness of implant surface influences then the adhesion of components of biological environment. In this paper the preliminary research results made on the Ti13Nb13Zr alloy treated with pulse laser and coated with hydroxyapatite are presented. The aim of the research was to determine the influence of effect of laser treatment and HAp deposition parameters on structure of the hydroxyapatite coating. The laser treatment was carried with the pulse Nd:YAG laser (Trumph) of the 150 W average power in order to change the surface geometry. Next the HAp coatings were deposited by electrophoretic method using the suspension of 0.5 or 1.0 g of HAp powder in 100 ml ethanol. The deposition was made at 10 V and 50 V for 5 and 10 min. The surface roughness profiles and microscopic examinations were performed after laser treatment and HAp deposition.

Słowa kluczowe

PL

Ti13Nb13Zr; obróbka laserowa; elektroforeza; hydroksyapatyt

EN

Ti13Nb13Zr alloy; laser treatment; electrophoresis; hydroxyapatite

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 36, nr 3
• Strony: 134--137
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Majkowska B.

• Katedra Inżynierii Materiałowej i Spajania, Wydział Mechaniczny, Politechnika Gdańska

autor

Jażdżewska M.

• Katedra Inżynierii Materiałowej i Spajania, Wydział Mechaniczny, Politechnika Gdańska

autor

Zieliński A.

• Katedra Inżynierii Materiałowej i Spajania, Wydział Mechaniczny, Politechnika Gdańska

autor

Antoszkiewicz M.

• Katedra Inżynierii Materiałowej i Spajania, Wydział Mechaniczny, Politechnika Gdańska

Bibliografia

• [1] Pietrzyk B., Komorowski J.: Właściwości powłok hydroksyapatytowych wytwarzanych metodą zol–żel na podłożach tytanowych. Inżynieria Materiałowa 4 (176) (2010) 1170÷1172.
• [2] Marciniak J.: Biomateriały. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice (2013).
• [3] Barry J. N., Twomey B., Cowley A., O’Neill L., McNally P. J., Dowling D. P.: Evaluation and comparison of hydroxyapatite coatings deposited using both thermal and non-thermal techniques. Surface and Coatings Technology 226 (2013) 82÷91.
• [4] Mohseni E., Zalnezhad E., Bushroa A. R.: Comparative investigation on the adhesion of hydroxyapatite coating onTi-6Al-4V implant. International Journal of Adhesion & Adhesives 48 (2014) 238÷257.
• [5] Fernandez-Pradas J. M., Cleries L., Sardin G., Morenza J. L.: Characterization of calcium phosphate coatings deposited by Nd:YAG laser ablation at 355 nm; influence of thickness. Biomaterials 23 (2002) 1989÷1894.
• [6] Parente P., Sanchez-Herencia A. J., Mesa-Galan M. J., Ferrari B.: Functionalizing Ti-surfaces through the EPD of hydroxyapatite/nano Y2O3. The Jurnal of Physical Chemistry B 117 (2013) 1600÷1607.
• [7] Kwok C. T., Wonga P. K., Cheng F. T., Manc H. C.: Characterization and corrosion behavior of hydroxyapatite coatings on Ti6Al4V fabricated by electrophoretic deposition. Applied Surface Science 255 (2009) 6736÷6744.
• [8] Wei M.: Electrophoretic deposition of hydroxyapatite coatings on metal substrates: a nanoparticulte dual-coating approach. Jurnal of Sol-Gel Science and Technology 21 (2001) 39÷48.
• [9] Mathew D., Bhardwaj G., Wang Q., Sun L., Ercan B., Geetha M., Webster T. J.: Decreased Staphylococcus aureus and increased osteoblat density on nanostructured electrophoretic-deposited hydroxyapatite on titanium without the use of pharmaceuticals. International Journal of Nanomedicine 9 (2014) 1775÷1781.
• [10] Forrokhi-Rad M., Shahrabi T.: Effect of suspension on the electroforetic deposition of hydroxyapatite nanoparticles and propperties of obtained coatings. Ceramics International 40 (2014) 3031÷3039.
• [11] Sarkar A., Kannan S.: In situ synthesis, fabrication and Retveld refinement of the hydroxyapatite/titania composite on 316 L SS. Ceramics International 40 (2014) 6453÷6463.
• [12] Meng X., Tae-Yub Kwon T.-Y., Kim K.-H.: Hydroxyapatite coating by electrophoretic deposition at dynamic voltage. Dental Materials Journal 27 (5) (2008) 666÷671.
• [13] Eliaz N., Sridhar T. M., Kamachi Mudali U., Raj B.: Electrochemical and electrophoretic deposition of hydroxyapatite for orthopaedic applications. Surface Engineering 21 (3) (2005) 1÷5.
• [14] Aves E. P., Sader M. S., Jemonimo F. A. R., Soares G. A., Sena L. A.: Comparative study of hydroxyapatite coatings obtained by sol-gel and electrophoresis on titanium sheets. Revista Materia 12 (1) (2007) 156÷163.
• [15] Zieliński A., Jażdżewska M., Łubiński J., Serbiński W.: Effects of laser remelting at cryogenic conditions on microstructure and wear resistance of the Ti6Al4V alloy applied in medicine. Solid State Phenomena 183 (2012) 215÷224.