بررسي خواص پوشش با ساختار تغييرات تدريجي اكسيد تيتانيوم/هيدروكسي اپتايت، اعمال شده به روش الكتروفورتيك بر روي آلياژ تيتانيوم Ti-6Al-4V

Characterization of functionally graded hydroxyapatite/TiO2 multilayer coating on Ti-6Al-4V titanium alloy by electrophoretic deposition

در تحقيق حاضر پوشش هاي تك لايه هيدروكسي اپتايت (HA)، اكسيد تيتانيوم (TiO2) و پوشش با ساختار تغييرات تدريجي اكسيد تيتانيوم/هيدروكسي اپتايت به روش الكتروفورتيك بر روي آلياژ تيتانيومTi–6Al–4V اعمال گرديد. مورفولوژي پوشش ها با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) بررسي شد. همچنين تركيب پوشش ها با استفاده از آناليز هاي پراش اشعه ايكس (XRD) و طيف سنجي پراش انرژي اشعه ايكس (EDX) مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه در پوشش با ساختار تغييرات تدريجي اكسيد تيتانيوم/هيدروكسي اپتايت، تركيب پوشش از 100 درصد اكسيد تيتانيوم/صفر درصد هيدروكسي اپتايت در سطح زير لايه، به صفر درصد اكسيد تيتانيوم/100 درصد هيدروكسي اپتايت در سطح خارجي پوشش تغيير كرده است. به منظور بررسي زيست سازگاري پوشش هاي اعمال شده، كشت سلول هاي بنيادي بند ناف بر روي آنها صورت گرفت. نتايج نشان داد كه پوشش با ساختار تغييرات تدريجي و پوشش تك لايه هيدروكسي اپتايت نسبت به پوشش تك لايه اكسيد تيتانيوم از زيست سازگاري به مراتب بالاتري برخوردار هستند. علاوه بر اين ميزان چسبندگي پوشش ها به وسيله آزمون برشي بررسي گرديد و نتايج نشان داد كه پوشش با ساختار تغييرات تدريجي از استحكام چسبندگي به مراتب بالاتري (MPa 31) در مقايسه با پوشش تك لايه هيدروكسي اپتايت (MPa 11) بر خوردار است.

Single layer and functionally graded coatings of hydroxyapatite and TiO2 particles were deposited on Ti-6Al-4V titanium alloy substrate by electrophoretic deposition technique (EPD). The coatings chemical composition and morphology were investigated using energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction (XRD) methods. The results showed in HA/TiO2 functionally graded coating, the composition varied from inner layer to top layer as 100 %wt TiO2 to 100 %wt HA. To investigation biocompatibility of the coatings, the culture Wharton’s Mesenchymal Stem Cells was used. The results showed the HA/TiO2 functionally graded coating and HA single layer coating were more biocompatible in comparison to TiO2 single layer coating. The adhesion strengths of the coatings were measured by shear testing and the results showed that the HA/TiO2 functionally graded coating has more adhesion strength (~31 MPa) compare to HA single layer.