Production and Characterizationof Boron Doped Hydroxyapatite Nanofibers via Electrospinning Method

Year 2014, Volume: 14 Issue: 3, 319 - 324, 01.12.2014

Abdullah Küçük Atilla Evcin

Abstract

Firstly, pure and boric acid doped HA solutions have been prepared with the sol-gel method.Afterwards, nanofibers were produced on aluminum foil and pure titanium with a modified surface by using the electrospinning method. The best production conditions were determined as 15 kV electric voltage, 6 cm tip to sheet distance and 0,5 ml/h flow rate via examining different production parameters such as flow rate, electric field, and the distance between tip and sheet. Post production the necessary transformations have been assured via exposing the fibers to heat treatment 500 ºC at the air atmospheric environment. After heat treatment, by conserving the structure, nanofibers below 300 nm have been obtained. In the samples that boric acid is 0,0033 mole, more dense and homogenous fibers as per pure samples have been obtained and together with the increase in the surface energy and surface field adhesion properties of the material have been improved.© Afyon Kocatepe Üniversitesi

Keywords

Nanofiber; Electrospinning; Hydroxyapatite; Boricacid

Elektroeğirme Yöntemiyle Bor Katkılı Hidroksiapatit Nanoliflerin Üretimi ve Karakterizasyonu

Abstract

İlk olarak sol-jel yöntemiyle katkısız ve borik asit katkılı HA çözeltileri hazırlanmıştır. Daha sonra elektroeğirme yöntemi kullanılarak alüminyum folyo ve yüzey modifikasyon işlemi uygulanmış saf titanyum üzerine nanolif üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu aşamada aynı zamanda akış hızı, elektrik alanı, uç ile levha arasındaki mesafe gibi farklı üretim parametreleri incelenerek; 15 kV voltaj, 6 cm mesafe ve 0,5 ml/sa akış hızında en iyi üretim sonuçları alınmıştır. Üretim sonrası lifler hava ortamında 500 ºC ‘de ısıl işleme tabi tutarak gerekli dönüşümler sağlanmıştır. Isıl işlem sonrası yapı korunarak 300 nm altında lifler elde edilmiştir. Borik asit katkısının 0,0033 mol olduğu numunelerde, katkısız numunelere göre daha yoğun ve homojen lifler elde edilmiş olup, yüzey alanının ve yüzey enerjisinin artması ile malzemenin adhezyon özelliği geliştirilmiştir

Keywords

Nanolif, Elektroeğirme, Hidroksiapatit, Borik asit

References

• Araujo, T.S.,Souza, S.O., Souza, E.M.B., Araujo, M.S., 2010. Production and thermal stability of pure and Cr3+ doped Hydroxyapatite. Journal of Physics, 249 : 1-7.
• Büyüksağış, A., 2010. 316L Paslanmaz Çelik ve Ti6Al4V Alaşımı Üzerine Sol Jel Yöntemi ile Hidroksiapatit (HAP) Kaplanması. Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi,7 : 1-11.
• Celep, Ş. (2007). Nanoteknoloji ve Tekstilde Uygulama Alanları. Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana, 171.
• Du, Y.K.,Yang, P., Mou, Z.G., Hua, N.P., Jiang, L., 2006. Thermal decomposition behaviors of PVP coated on platinum nanoparticles. Journal of Applied Polymer Science , 99: 23-26.
• Ergün, Y. (2010). Titanyum Yüzeyine Sol-jel ve Biyomimetik Yöntemleriyle İnce Film Şeklinde Hidroksiapatitin Kaplanması ve Karakterizasyonu. Doktora Tezi, Afyon Kocatepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Afyon, 178.
• Garg, K.,Bowlin,G.L., 2011.Electrospinning jets and nanofibrous structures. Biomicrofluidics, 5: 1-19.
• Kannan, S., Ventura, J.M.G., Lemos, A.F., Barba, A. and Ferreira, J.M.F., 2008.Effect of sodium addition on the preparation of hydroxyapatites and biphasic ceramics. Ceramics International,34 : 7-13.
• Lee, H.U.,Jeong, Y.S., Park, S.Y., Jeong, S.Y., Kim, H.G., Cho, C.R., 2009. Surface properties and cell response of fluoridated hydroxyapatite/TiO2 coated on Ti substrate. Current Applied Physics,9 : 528-533.
• Legeros, R .Z., Lin, S., Rohanizadeh, R., Mijares, D., Legeros, J. P., 2003. Biphasic calciumphosphate bioceramics: applications. Journal Materials Science Materials Medicine,14: 201–209. properties and
• Lennon P.,Espuche E., Sautereau H., Sage D., 1999. Influence of microwave plasma treatment on the wettability and adhsive properties of polyamides films with an epoxyresin. International Journal of Adhesion&Adhesives,19 : 273-279.
• Manso-Silva´ na, M.,Langletb, M., Jime´ nezb, C., Ferna´ ndezc, M., Martı´ nez-Duarta, J. M., 2003. Calcium phosphate coatings prepared by aerosol-gel. Journal of the European Ceramic Society,23: 243–246.
• Mendes, L.C.,Rodrigues, R.C., Silva, E.P., 2010. Thermal, structural and morphological assessment of PVP/HA composites. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry,101 : 899–905.
• Oh, K.W., Kim, S.H., Kim, E.A., 2001. Improved Surface Chracteristic and the Conductivity of Polyanilin-Nylon 6 Fabrics by Plasma Treatment. Journal of Applied Polymer Science, 81 : 684-694.
• Ramarkrishra, S.,Fujihara, K., Teo, W., Lim, T. Ma, Z., 2005. An introduction to electrospinning and nanofibers. World Scientific, Singapore.
• Shing. Bow, J., Liou, Sz. C., Chen, S. Y., 2004. Structural characterization of room-temperature synthesized nano-sized β-tricalcium phosphate. Biomaterials, 25 : 3155-3161.
• Süpüren, G., Kanat, Z.E., Çay, A., Kırıcı, T., Gülümser, T. ve Tarakçıoğlu, I., 2007. Nano Lifler. Tekstil ve Konfeksiyon,2 : 83-89. Ternane,
• R.,Cohen-Adad, M.Th., Panczer, G.,
• Goutaudier, C., Massiot, D., Trabelsi-Ayedi, M., Kbir
• Arigui, N., Florian, P., 2002. Introduction of boron in hydroxyapatite:
• characterization. Journal of Alloys and Compounds, 333: 62-71. and structural