Titanyum implantlar üzerine gümüş katkılı hidroksiapatit kaplamaların elektroforetik yöntemle uygulanması ve osseoıntegrasyon üzerine etkileri

Abstract

Titanyum ve titanyum esaslı alaşımlar, yüksek mekanik dayanımları, biyouyumlulukları ve korozyon dirençleri nedeniyle ortopedik ve dental implant uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, titanyumun biyolojik olarak inert yapısı osseointegrasyon sürecini sınırlayabilmekte ve implant yüzeylerinde bakteriyel enfeksiyon riski ortaya çıkabilmektedir. Bu nedenle implant yüzeylerinin biyolojik ve antibakteriyel özelliklerinin geliştirilmesine yönelik çalışmalar önem kazanmıştır.

Titanyum ve titanyum esaslı biyomalzemeler, yüksek mekanik dayanımları, biyouyumlulukları ve korozyon dirençleri nedeniyle ortopedik ve dental implant uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak implant yüzeylerinde meydana gelebilen enfeksiyonlar ve yetersiz osseointegrasyon, implant başarısını olumsuz etkileyebilmektedir. Bu nedenle biyolojik aktivitesi yüksek ve antibakteriyel özellik kazandırılmış yüzey kaplamalarının geliştirilmesi önem taşımaktadır.

Bu çalışmada, ticari saf titanyum (cp-Ti) yüzeyler üzerine gümüş katkılı hidroksiapatit (Ag-HA) kaplamalar elektroforetik depozisyon (EPD) yöntemiyle uygulanmıştır. Farklı gümüş katkı oranları ve kaplama parametrelerinin kaplama özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Elde edilen kaplamaların morfolojik, kimyasal ve yapısal karakterizasyonları sırasıyla SEM, EDX ve XRD analizleri ile gerçekleştirilmiştir. Ayrıca numunelerin korozyon davranışları ve antibakteriyel etkinlikleri incelenmiştir.

Sonuçlar, Ag-HA kaplamaların titanyum yüzey üzerinde başarılı bir şekilde oluşturulduğunu göstermiştir. Korozyon testlerinde %0,4 Ag katkılı numuneler en yüksek korozyon direncini sergilerken, daha yüksek gümüş oranlarında aglomerasyon ve mikroçatlak oluşumuna bağlı performans düşüşü gözlenmiştir. Antibakteriyel testlerde ise özellikle 60 V koşullarında üretilen kaplamaların Staphylococcus aureus ve Escherichia coli bakterilerine karşı etkili inhibisyon sağladığı belirlenmiştir.

Sonuç olarak, elektroforetik depozisyon yöntemiyle üretilen gümüş katkılı hidroksiapatit kaplamaların titanyum implantların korozyon direncini artırdığı ve önemli düzeyde antibakteriyel özellik kazandırdığı belirlenmiştir. Bu kaplamaların implant yüzey modifikasyonunda umut verici bir alternatif olduğu değerlendirilmiştir.

In this research, investigates the application of silver-doped hydroxyapatite (Ag-HA) coatings on commercially pure titanium (cp-Ti) surfaces by electrophoretic deposition (EPD). Titanium and titanium-based biomaterials are widely used in orthopedic and dental implant applications due to their high mechanical strength, biocompatibility, and corrosion resistance. However, infections occurring on implant surfaces and insufficient osseointegration may adversely affect implant success. Therefore, the development of surface coatings with high biological activity and antibacterial properties has become increasingly important.

In this study, silver-doped hydroxyapatite (Ag-HA) coatings were deposited on commercially pure titanium (cp-Ti) surfaces using the electrophoretic deposition (EPD) method. The effects of different silver contents and coating parameters on coating properties were investigated. The morphological, chemical, and structural characterizations of the obtained coatings were carried out using SEM, EDX, and XRD analyses, respectively. In addition, the corrosion behavior and antibacterial activity of the samples were evaluated.

The results showed that Ag-HA coatings were successfully formed on the titanium surface. Corrosion tests revealed that samples containing 0,4 wt% Ag exhibited the highest corrosion resistance, while a decrease in performance was observed at higher silver contents due to agglomeration and microcrack formation. Antibacterial tests demonstrated that the coatings produced under 60 V conditions effectively inhibited both Staphylococcus aureus and Escherichia coli.

As a result, silver-doped hydroxyapatite coatings produced by the electrophoretic deposition method were found to enhance the corrosion resistance of titanium implants and provide significant antibacterial properties. These coatings are considered a promising alternative for implant surface modification.