Ti6Al4V Surface Modification by Hydroxyapatite Powder Mixed Electrical Discharge Machining for Medical Applications

Abstract

Titanium surface modification by the Hydroxyapatite (HA) mixed Electrical Discharge Machining (EDM) is an alternative and promising technique to enhance the biocompatibility and to promote the biological performance in bone, which is dependent on surface properties, such as surface roughness, chemistry, and wettability. HA powder is used for the first time with electrical discharge machining to improve osteoblastic cell activity on the developed surfaces for Ti6Al4V. Different HA concentrations in deionized water were tested as an experimental variable during EDM. Abrasive polishing and electrical discharge machined control surfaces without powder addition also analyzed to compare the results. The surface characteristics of analyzed samples were evaluated by Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), X-Ray Diffractometry (XRD), white light interferometry, and contact angle measurements. The wettability tests suggest that the hydroxyapatite powder mixed EDM’ed surfaces shows highly hydrophilic characteristics compared the other surfaces, abrasive polished and EDM’ed without powder addition in the dielectric. The results from the MTT assay revealed that those surfaces modified using HA powder addition in distilled water dielectric liquid promoted the most significant cell attachment/growth. The results indicate that HA powder mixed EDM offers a promising method for the surface modification of biomaterials such as titanium alloys

Keywords

• Ti6Al4V
• Surface modification
• Hydroxyapatite
• Powder mixed electrical discharge machining
• Osteoblast
• Cell attachment and growth

Ti6Al4V Surface Modification by Hydroxyapatite Powder Mixed Electrical Discharge Machining for Medical Applications

Abstract

Hidroksiapatit (HA) katkılı Elektro Erozyon İşleme (EEİ) ile Titanyum yüzey modifikasyonu, yüzey pürüzlülüğü, yüzey kimyasi, ıslatılabilirlik gibi yüzey özelliklerine bağlı olan kemikte biyolojik performans ve uyumluluğun arttırılması için alternatif ve gelecek vaat eden bir tekniktir. HA tozu katkılı elektro erozyon ile işlenen Ti6Al4V yüzeyler, osteoblastik hücre aktivitesini geliştirmek için ilk kez bu çalışmada kullanılmıştır. Deiyonize sudaki farklı HA konsantrasyonları EEİ sırasında deneysel bir değişken olarak test edildi. Zımparalanmış ve toz ilavesi olmadan elektro erozyon ile işlenmiş kontrol yüzeyleri, karşılaştırma amaçli kullanılmıstır. Analiz edilen numunelerin yüzey özellikleri Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dağılım Spektroskopisi (EDS), X-Işını Difraktometrisi (XRD), beyaz ışık interferometrisi ve temas açısı ölçümleri ile değerlendirildi. Islatılabilirlik testleri, hidroksiapatit toz katkili EEİ’nin yüzeylerinin diğer yüzeylere kıyasla daha yüksek hidrofilik özellik sergilediğini göstermektedir. MTT testinden elde edilen sonuçlar, HA tozu katkılı damıtılmış su kullanılarak modifiye edilmiş yüzeylerin önemli derecede hücre bağlanma ve büyümesini desteklediğini göstermiştir. Sonuçlar, HA tozu katkili EEİ ‘nin, titanyum alaşımları gibi biyomalzemelerin yüzey modifikasyonu için umut verici bir yöntem oldugunu göstermektedir.

Keywords

• Ti6Al4V
• Yüzey modifikasyonu
• Hidroksiapatit
• Toz katkılı elektro erozyon ile işleme
• Osteoblastik
• Hücre bağlanması ve büyümesi

References

1. BU BİLDİRİ UMTIK 2018 YÜZEY BÜTÜNLÜĞÜ SEMPOZYUMUNDA SUNULDU.BU BİLDİRİNİN YÜZEY BÜTÜNLÜĞÜ ÖZEL SAYISINDA BASILMAK ÜZERE SEÇİLMİŞ OLDUĞUNU TARAFIMIZA BİLDİRİLMİŞTİR.