اصلاح سازي سطحي آلياژ Ti-6Al-4V به وسيله‌ي پوشش نانوكامپوزيتي ژلاتين- نانوذرات فلوئورآپاتيت دوپ شده با سيليسيم و منيزيم

Surface Modification of Ti-6Al-4V Alloy by Gelatin/Silicon and Magnesium Co-Doped Fluorapatite Nanocomposite Coating

هدف از انجام اين پژوهش ايجاد پوشش نانوكامپوزيتي ژلاتين-نانوذرات فلوئور آپاتيت دوپ شده با سيليسيم و منيزيم و همچنين پوشش ژلاتين بر روي آلياژ Ti-6Al-4Vدر جهت بهبود و اصلاح خواص زيستي اين آلياژ بود. براي اين منظور ابتدا پوشش نانوكامپوزيتي و همچنين پوشش ژلاتيني به روش غوطه­وري ايجاد شد. سپس خواص فيزيكي، خوردگي و زيستي پوشش ايجاد شده توسط روش­هاي مختلف بررسي شدند. نتايج حاكي از ايجاد پوشش نانوكامپوزيتي يكنواخت با ضخامتي حدود 6/26 ميكرومتر با ساختار و فازهاي مناسب و افزايش زبري با افزودن نانوذرات به پوشش ژلاتين بود. اندازه­گيري­هاي الكتروشيميايي نشان داد نمونهTi-6Al-4V باپوشش ژلاتين همراه با نانوذرات داراي مقاومت پلاريزاسيون RP=5.349×105 Ωcm2 است كه نسبت به نمونه با پوشش ژلاتيني با مقاومت پلاريزاسيون RP=1.191×105 Ωcm2ونمونه بدون پوشش با مقاومتپلاريزاسيونRP=5.2453×104 Ωcm2 ازمقاومت پلاريزاسيون بالاتري برخوردار است. آزمون سميت سلولي نشان دهنده عدم سميت سلولي پوشش­ها بود. همچنين رشد و تكثير سلولي نمونه با پوشش نانوكامپوزيتي نسبت به نمونه بدون پوشش، تفاوت آماري معني­دار دارد. چسبندگي سلولي بر روي نمونه با پوشش نانوكامپوزيتي نيز نسبت به نمونه بدون پوشش و نمونه با پوشش ژلاتين بسيار بهتر بود.

The purpose of this study was to synthesis gelatin/silicon and magnesium co-doped fluorapatite nanocomposite coating and also gelatin coating on Ti-6Al-4V alloy in order to improve and modify the biological properties of this alloy. For this aim, nanocomposite coating and gelatin coating were first fabricated by dip-coating method. Then, the physical, corrosion and biological properties of the created coatings were investigated by different methods. The results indicated that a uniform nanocomposite coating with a thickness of about 6.26 microns was formed with appropriate structure and phases and increased roughness by adding nanoparticles to gelatin coating. Electrochemical measurements showed that nanocomposite-coated Ti-6Al-4V specimen with a polarization resistance of RP = 5.349×105Ωcm2 has higher polarization resistance in comparison with the gelatine coating with a polarization resistance of RP = 1.191×105 Ωcm2 and the non-coated specimen with a polarization resistance of RP = 5.2453×104 Ωcm2. The cytotoxicity test showed no cell cytotoxicity of the coatings. Also, cell growth and proliferation of the nanocomposite-coated specimen showed statistically significant difference compared to the non-coated sample. Cell adhesion to the nanocomposite-coated specimen was also much better than the non-coated sample and gelatin-coated sample.