Bengi YILMAZ, Merve GÜLDİKEN, Zafer EVİS

TİTANYUM ALAŞIMININ BİYOMİMETİK YÖNTEMLE KALSİYUM FOSFAT KAPLANMASI

Bu çalışmada, biyomedikal alanda sıklıkla kullanılan bir titanium alaşımı olan Ti6Al4V üzerine biyomimetik yöntemle hidroksiapatit kaplanmıştır. Kaplama işlemi için, Ti6Al4V plakalar, sıcaklığı 37°Cde tutulan ve normal iyonik konsantrasyonundan 1,5 kat daha yoğun olarak hazırlanan yapay vücut sıvısı (1,5×SBF) içerisinde bekletilmiştir. Tüm yüzeyin 2 hafta sonrasında kalsiyum fosfat tabakası ile kaplanmış olduğu gözlemlenmiştir. Kaplamanın yüzey morfolojisi alan emisyon taramalı elektron mikroskobu (FE-SEM) ile incelenmiş ve yüzeydeki kalsiyum fosfat birikiminin ilk olarak yarım kürecikler şeklinde başladığı ve 1,5×SBF içerisinde geçen süre arttıkça bu küreciklerin büyüdüğü görülmüştür. Kaplamanın moleküler yapısı Fourier dönüşümlü kızıl ötesi spektrometresi (FTIR) ile incelenmiştir. FTIR sonuçlarına göre, 1,5×SBF içerisinde bekleme süresi farklı olan plakaların üzerinde oluşan kaplamaların hepsi karbonatlı hidroksiapatit spektrumu vermiştir.

BIOMIMETIC CALCIUM PHOSPHATE COATING OF TITANIUM ALLOY

In this study, hydroxyapatite (HA) was coated on Ti6Al4V, which is a widely used titanium alloy in biomedical applications, via biomimetic method. For the coating process, Ti6Al4V plates were immersed into simulated body fluid (SBF) with an ionic concentration of 1.5 times that of conventional SBF at 37°C. In 1.5×SBF, the entire surface was successfully coated with a calcium phosphate (CaP) layer after 2 weeks. The surface morphology of the coated plates was studied by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and it was shown that the CaP coating was initiated in the form of half spheres and grew up continuously. The molecular structure of the coatings was determined by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and the coatings showed the IR spectrum of carbonated hydroxyapatite regardless of the soaking time.

PDF

___

1. Mavis, B. ve Taş, A.C., Dip-Coating of Calcium Hydroxyapatite on Ti-6Al-4V Substrates, Journal of The American Ceramic Society, Cilt 83, No 4, 989991, 2000.
2. Wang, D., Chen, C., He, T. ve Lei, T., Hydroxyapatite Coating on Ti6Al4 V Alloy by a Sol-Gel Method, Journal of Materials Science: Materials in Medicine, Cilt 19, 22812286, 2008.
3. Evis, Z., Cu2+ Eklenmiş Hidroksiapatitlerin Yüksek Sıcaklıkta Sinterlenmesi ve İç Yapı İncelemesi, Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 24, No 4, 569 573, 2009.
4. You, C., Oh, S. ve Kim, S., Influences of Heating Condition and Substrate-Surface Roughness on the Characteristics of Sol-Gel-Derived Hydroxyapatite Coatings, Journal of Sol-Gel Science and Technology, Cilt 21, 4954, 2001.
5. Yang, Y., Kim, K.H. ve Ong, J.L., A Review on Calcium Phosphate Coatings Produced Using a Sputtering ProcessAn Alternative to Plasma Spraying, Biomaterials, Cilt 26, 327337, 2005.
6. Hoppe, A., Will, J., Detsch, R., Boccaccini, A.R. ve Greil P., Formation and In Vitro Biocompatibility of Biomimetic Hydroxyapatite Coatings on Chemically Treated Carbon Substrates, Journal of Biomedical Materials Research Part A, Çevrimiçi Yayın: 7 Mayıs 2013. DOI: 10.1002/jbm.a.34685.
7. Cai, Q., Feng, Q., Liu, H. ve Yang, X., Preparation of Biomimetic Hydroxyapatite by Biomineralization and Calcination Using Poly(llactide)/Gelatin Composite Fibrous Mat as Template, Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials, Cilt 101B, No 1, 173186, 2013.
8. Bigi, A., Boanini, E., Panzavolta, S. ve Roveri, N., Biomimetic Growth of Hydroxyapatite on Gelatin Films Doped with Sodium Polyacrylate, Biomacromolecules, Cilt 1, No 4, 752756, 2000.
9. Nishiguchi, S., Kato, H., Fujita, H., Kim, H.M., Miyaji, F., Kokubo, T. ve Nakamura, T., Enhancement of bone-bonding strengths of titanium alloy implants by alkali and heat treatments, Journal of Biomedical Materials Research, Cilt 48, 689696,1999.
10. Kim., H.M., Miyaji, F. ve Kokubo, T. Effect of Heat Treatment on Apatite-Forming Ability of Ti Metal Induced by Alkali Treatment, Journal of Materials Science: Materials in Medicine, Cilt 8, 341347, 1997.
11. Silva, C.C., Pinheiro, A.G., Miranda, M.A.R., Góes, J.C. ve Sombra, A.S.B., Structural Properties of Hydroxyapatite Obtained by Mechanosynthesis, Solid State Sciences, Cilt 5, 553558, 2003.
12. Suchanek, W.L., Shuk, P., Byrappa, K., Riman, R.E., TenHuisen, K.S. ve Janas, VF., Mechanochemical-Hydrothermal Synthesis of Carbonated Apatite Powders at Room Temperature, Biomaterials, Cilt 23, No 3, 699 710, 2002.