Darbeli Lazer Biriktirme (PLD) ile Ti-6Al-4V Üzerine Hidroksiapatitin (HAp) İnce Filmlerinin Hazırlanması

Bu çalışmada; biyomedikal uygulamalarda kullanılan Ti-6Al-4V üzerine hidroksiapatit (HAp) ince filmlerinin büyütülmesi amaçlanmıştır. İnce filmlerin elde edilmesinde darbeli lazer biriktirme (PLD) tekniği kullanılmıştır. Alttaşın zımparalanması, kaplama sıcaklığı (500°C ve 650°C), kaplama gazı (argon, oksijen ve nitrojen), kaplama gazının nemlendirilmesi ve kaplama sonrası tavlama işlemlerinin HAp ince film üzerindeki etkileri araştırılarak optimize edilmesi amaçlanmış ve diğer değişkenler sabitlenmiştir. Elde edilen kaplamaların karakterizasyonu için Sıyırma Açısında X-Işını Kırınımı (GIXRD), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Fourier Dönüşümlü Kızılötesi (FTIR) Spektroskopisi kullanılmıştır. 650°C’de nemlendirilmiş Ar atmosferinde hazırlanan ince filmin biyomedikal uygulamalar için en başarılı sonucu verdiği sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler:

Hidroksiapatit (HAp), Ti-6Al-4V, darbeli lazer biriktirme (PLD), ince film

PDF

___

MUCALO, M., Hydroxyapatite (HAp) for Biomedical Applications, Elsevier Science, 2015.
HALLAB, N., VERMES, C., MESSINA, C., ROEBUCK, K., GLANT, T., JACOBS, J., “Concentration- and composition-dependent effects of metal ions on human MG63 osteoblasts”, Journal of Biomedical Materials Research, 60 (3), 420–433, 2002.
STANFORD, C. M., “Surface modification of biomedical and dental implants and the processes of inflammation, wound healing and bone formation”, International journal of molecular sciences 11(1), 354-369, 2010.
DE GROOT, K., GEESINK, R., KLEIN, C. P. A. T., SEREKIAN, P., “Plasma sprayed coatings of hydroxylapatite. Journal of Biomedical Materials Research”, 21 (12), 1375- 1381, 1987.
WOLKE, J. G. C., VAN DIJK, K., SCHAEKEN, H. G., DE GROOT, K., JANSEN, J. A., “Study of the surface characteristics of magnetron‐sputter calcium phosphate coatings”, Journal of Biomedical Materials Research, 28 (12), 1477–1484, 1994.
DUCHEYNE, P., RADIN, S., HEUGHEBAERT, M., HEUGHEBAERT, J. C., “Calcium phosphate ceramic coatings on porous titanium: effect of structure and composition on electrophoretic deposition, vacuum sintering and in vitro dissolution”, Biomaterials, 11 (4), 244–254, 1990.
LACEFLELD, W. R., HENCH, L. L., “The bonding of Bioglass® to a cobaltchromium surgical implant alloy”, Biomaterials, 7(2), 104–108, 1986.
CUI, F. Z., LUO, Z. S., FENG, Q. L., “Highly adhesive hydroxyapatite coatings on titaniumalloy formed by ion beam assisted deposition”, Journal of Materials Science: Materials in Medicine, (7), 403, 1997.
COTELL, C. M., CHRISEY, D. B., GRABOWSKI, K. S., SPRAGUE, J. A., GOSSETT, C. R., “Pulsed laser deposition of hydroxyapatite thin films on Ti-6Al-4V”, Journal of Applied Biomaterials, 3 (2), 87-93, 1992.
WANG, Y., CHEN, J., WEI, K., ZHANG, S., WANG, X., “Surfactant-assisted synthesis of hydroxyapatite particles”, Materials Letters, 60 (27), 3227–3231, 2006.
LAWRENCE, J. R., Advances in Laser Materials Processing: Technology, Research and Applications. Elsevier Science, 2017.
LEÓN, B., JANSEN, J. A., Thin Calcium Phosphate Coatings for Medical Implants. New York:Springer, 2009.
DOBRZAŃSKI, L. A., ŻUKOWSKA, L. W., MIKUŁA, J., GOŁOMBEK, K., PAKUŁA, D., PANCIELEJKO, M., “Structure and mechanical properties of gradient PVD coatings” Journal of Materials Processing Tech, 201, 310–314, 2008.
JELÍNEK, M., OLSˇAN, V., JASTRABÍK, L., STUDNİCˇKA, V., HNATOWİCZ, V., KVÍTEK, J., FOTAKIS, C., 1995. Effect of processing parameters on the properties of hydroxylapatite films grown by pulsed laser deposition (Vol. 257).
BLIND, O., KLEIN, L. H., DAILEY, B., JORDAN, L., “Characterization of hydroxyapatite films obtained by pulsed-laser deposition on Ti and Ti-6Al-4V substrates”, Dental Materials, 21 (11), 1017-1024, 2005.
BAO, Q., CHEN, C., WANG, D., LEI, T., LIU, J., “Pulsed laser deposition of hydroxyapatite thin films under Ar atmosphere”, Materials Science and Engineering: A, 429 (1-2), 25-29, 2006.
DINDA, G. P., SHIN, J., MAZUMDER, J., “Pulsed laser deposition of hydroxyapatite thin films on Ti-6Al-4V: effect of heat treatment on structure and properties”, Acta Biomaterialia, 5(5), 1821-1830, 2009.
SAGSOZ, O., POLAT SAGSOZ, N., YURTCAN, M. T., OZCELIK N., “Hydroxyapatite coating effect on the bond strength between CAD/CAM materials and a resin cement”, Odontology, 107 (4), 491-499, 2019.
KOTHAPALLI, C., WEI, M., VASILIEV, A., SHAW, M. T., “Influence of temperature and concentration on the sintering behavior and mechanical properties of hydroxyapatite”, Acta Materialia, 52, 5655–5663, 2004.