Titanyum Yüzeyine Sol-Jel Yöntemiyle Hidroksiapatit Kaplanması

Abstract

Titanyum ve alaşımları yüksek mekanik özellikleri, düşük elastiklik modülü, yüksek korozyon direnci ve mükemmel vücut uyumluluğundan dolayı biomedikal ortopetik implant uygulamaları için en iyi malzemelerden biridir. Sert doku implantları olarak kullanılan diğer bir malzeme grubuda kalsiyum fosfat malzemeler ve özellikle hidroksiapatit (HA: Ca10(PO4)6 (OH)2) dır. HA, doğal kemik dokusuna yakın olan yüksek bio-uyumluluğundan dolayı diş ve medikal uygulamalarda yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu çalışmada, Ca ve P kaynakları olan kalsiyum nitrat (Ca(NO3)2.4H2O) ve amonyum di hidrojen orta fosfat (NH4H2PO4) kullanılarak sol-jel hazırlanmıştır. Kaplama öncesi saf titanyum yüzeyine aşındırıcı zımpara uygulanmış ve nitrik asit ve distile su ile pasivizasyon işlemi yapılmıştır. Titanyum altlık üzerine daldırma yöntemi ile üniform kalınlıkta tabaka kaplanmıştır. Kaplamalar atmosfer ortamında 750, 800, 850 ve 900 oC farklı sıcaklıklarda sinterlenmiştir. Titanyum üzerinde biriktirilen HA, taramalı elektron mikroskobu, enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi ve X-ışınları ile incelenmiştir. Sonuçlar, kristalin hidroksiapatitin tane boyutunun ve kompakt görünüşünün sinterleme sıcaklığının artmasıyla artığını göstermiştir.

Titanium and its alloys are the best metallic materials for biomedical orthopedic implants applications. This is due to high mechanical resistance, low modulus of elasticity, high corrosion resistance and excellent general biocompatibility. Another materials used as hard tissue (bone) implants consists of calcium phosphate materials, in particular hydroxyapatite (HA). HA, Ca10(PO4)6(OH)2, has been widely used in medical and dental applications due to its close similarity in chemical composition and high biocompatibility with natural bone tissue. In this study, HA sol-gel was prepared using Ca and P routes such as calcium nitrate and (NH4H2PO4). Before deposition, titanium substrates were grinding and passivated in nitric acide then washed in distilled water. Deposition process on pure titanium was carried out by dipping method uniformly. Deposited metals were sintered at different temperatures (750, 800, 850 and 900 oC) in atmosphere medium. The HA deposits were investigated by means of scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and X-ray diffraction (XRD). The results obtained indicate that compact appearance and grain size of crystalline hydroxyapatite layer on titanium substrates increase with the increase in sintering temperatures.