Hidroksiapatit Biyoseramiklerin Elektrokimyasal Çöktürme Yöntemi ile Üretimi

Year 2023, , 245 - 262, 20.12.2023

Erhan Özkan

https://doi.org/10.47495/okufbed.1228979

Abstract

Kalsiyum fosfat bazlı seramikler, doğal biyouyumlulukları nedeniyle biyomedikal uygulamalarda kemik ikameleri olarak ilgi çekici malzemelerdir. Yakın kemik büyümesini ve hızlı fiksasyonu teşvik etme yetenekleri nedeniyle mevcut biyomalzemelere göre daha iyi özellikler vaat etmektedirler. Özellikle [Ca10(PO4)6(OH)2] olarak formüle edilen hidroksiapatit (HAP), kemik ikamesi ve kemik onarım malzemesi olarak kullanılabilen biyoaktif bir malzeme olarak kabul edilmiştir. HA kaplamaları hazırlamak için çeşitli yöntemler arasında, Ca ve P içeren sulu elektrolit kullanılarak elektrokimyasal biriktirme, kaplama üretimi için düşük işlem sıcaklığı, düzgün kaplamalar biriktirme yeteneği gibi çeşitli avantajlara sahip olduğu iddia edilmesi sebebiyle son on yıl boyunca büyük ilgi görmüştür. Karmaşık şekilli gövdelerde tortu kalınlığının kolay kontrolü ve belirli bir dereceye kadar yüksek saflık elde edilmesi yöntemin başlıca avantajlarıdır. Bu çalışmanın amacı, elektrokimyasal biriktirme tekniği kullanılarak 316L Paslanmaz Çelik üzerine HAP kaplamalar oluşturmak ve bu kaplamaların aşınma ve korozyon davranışlarını incelemektir. HA birikintileri, enerji dağılımlı X-ışını mikroanalizi (EDS), X-ışını kırınımı (XRD), görüntü analizörlü optik mikroskop ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak karakterize edilmiştir.

Keywords

Biyomalzeme, hidroksiapatit, elektrokimyasal çöktürme, implant, biyouyumluluk, Biomaterial, Hydroxyapatite, Electrochemical precipitation, Implant, Biocompatibility

Production of Hydroxyapatite Biocremics by Using Electrochemical Deposition Technique

Abstract

Calcium phosphate-based ceramics are attracted materials as bone substitutes in biomedical applications because of their inherent biocompatibility. They commit better properties over existing biomaterials due to their ability to promote intimate bone growth and fast fixation. Hydroxyapatite (HAP) formulated as [Ca10(PO4)6(OH)2] has been identified as a bioactive material usable as a bone substitute and bone repair material. Among the various methods for preparing HAP coatings, electrochemical deposition using aqueous electrolyte containing Ca and P has attracted great interest over the last decade due to its claimed advantages such as low processing temperature for coating production, ability to deposit smooth coatings. The main advantages of the method are that the sediment thickness can be controlled more easily in complex shaped bodies and high purity is achieved up to a determined temperature value. The objective of this study is to form HAP coatings on 316L Stainless Steel by using electrochemical deposition technique and investigate the wear and corrosion behaviour of these coatings. The HAP deposits were characterized by using scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive X-ray microanalysis (EDS), X-ray diffraction (XRD), optical microscope with image analyser.

Keywords

Biomaterial, Hydroxyapatite, Electrochemical precipitation, Implant, Biocompatibility

References

• Bozkurt Y., Kaya ÖA., Çakır K. Plazma püskürtme yöntemiyle çelik levha üzerine farklı alaşımların kaplanması. Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi 2017; 9(3): 36-42.
• Brokesh M., Akhilesh K. Inorganic biomaterials for regenerative medicine. ACS Applied Materials & İnterfaces 2020; 12(5): 5319-5344.
• Chen Y., Xue Y., Xing-Li F. The evolution of orbital implants and current breakthroughs in material design, selection, characterization, and clinical use. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 2022; 9: 1528.
• Daculsi G., Le Geros RZ., Le Geros JP., Mitre D. Lattice defects in calcium phosphate ceramics; high resolution TEM ultrastructural study. J. Appl. Biomat. 1991; 2: 147-152.
• Davis JR. Handbook of materials for medical devices. ASM International; 2003.
• Engin NO., Tas AC. Manufacture of macroporous calcium hydroxyapatite bioceramics. Journal of the European Ceramic Society 1999; 19: 2569-2572
• Fiume E., Magnaterra G., Rahdar A., Verné E., Baino F. Hydroxyapatite for biomedical applications. A short overview. Ceramics 2021; 4(4): 542-563.
• Giulietti M., Seckler M., Derenzo S., Ré I., Cekinski E. Industrial crystallization and precipitation from solutions: State of the Technique. Brazilian Journal of Chemical Engineering 2001; 18: 423-440.
• Hench LL., Wilson J. An Introduction to bioceramics, World Scientific; 1993.
• https://teslab.sakarya.edu.tr/tr/icerik/10716/42049/hvof (Alınma tarihi: 09.04.2023)
• http://bilsenbesergil.blogspot.com/p/pulslu-lazer-depozisyon-pulsed-laser.html (Alınma tarihi: 09.04.2023)
• https://docplayer.biz.tr/105293779-Iyon-isini-ile-isleme-derleyen-prof-dr-adnan-akkurt.html (Alınma tarihi: 09.04.2023)
• https://nanoteknoloji.org/sol-jel/ (Alınma tarihi: 09.04.2023)
• Jordan R., Munro M., Brownstein S., Gilberg M., Grahovac SZ. A synthetic hydroxyapatite implant: the so-called counterfeit implant. Ophthalmic Plastic & Reconstructive Surgery 1998; 14(4): 244-249.
• LeGeros RZ. Calcium phosphates in oral biology and medicine. Monographs in Oral Sciences. ed. H. Myers (S. Karger, Basel); 1991(15).