Получение гидроксиапатитовых покрытий на титановой подложке методом детонационного напыления
DOI:
https://doi.org/10.31489/2021No3/30-36Ключевые слова:
гидроксиапатит, детонационное напыление, структура, фазовый состав, микротвердость.Аннотация
В статье рассматривается результаты исследования процесса формирования гидроксиапатитового покрытия на титановой подложке при детонационном напылении. Методами Рамановской спектроскопии и рентгеноструктурного анализа исследованы порошки для напыления и полученные покрытия из гидроксиапатита. Определено, что для покрытия из чистого гидроксиапатита, полученного методом детонационного напыления, характерным являться появление фаз α-трикальцийфосфата, но при этом в составе покрытия сохраняется фаза гидроксиапатита. Результаты, полученные на рамановском спектре указывает на то, что гидроксиапатит является основной фазой в покрытиях. Морфология напыленных покрытий была охарактеризована с помощью сканирующей электронной микроскопии, а анализ элементного состава покрытий был получен с помощью детектора энергодисперсионного спектрометра. Энергодисперсионный спектрометрический анализ показал, что элементный состав полученных покрытий аналогичен элементному составу исходного порошка, что очень важно для сохранения срока службы покрытий.
Библиографические ссылки
"1 AlexanderB., Maurice Y.M. In vivo biofunctionalization of titanium patient-specific implants with nano hydroxyapatite and other nano calcium phosphate coatings: A systematic review. Journal of Cranio-Maxillofacial Surgery,2016, Vol. 44, pp. 400–412.
Rodionov I.V. Nauchnyye podkhody k sozdaniyu biosovmestimykh implantatsionnykh materialov. Saratov: Izd-vo Sarat. gos. tekhn. Zhurnal, 2004, pp. 9-14. [in Russian]
Shtansky D.V., Gloushankova N.A., Sheveiko A.N., et al. Design characterization and testing of Ti-based multicomponent coatings for load-bearing medical applications. Biomaterials, 2005, Vol. 16, No. 26, pp. 09–24.
Rakhadilov B.K., Baizhan D.R., Sagdoldina, Z.B., Buitkenov, D.B., Maulet M. Phase composition and structure of composite Ti/HA coatings synthesized by detonation spraying. AIP Conference Proceedings 2297, 020022 2020. doi:10.1063/5.0029754.
Cattini A., Bellucci D., Sola A., Pawłowski L., Cannillo V. Functional bioactive glass topcoats on hydroxyapatite coatings: analysis of microstructure and in-vitro bioactivity. Surf. Coating. Technol., 2014,Vol.240, pp. 110–117. https://doi.org/10.1016/ j.surfcoat.2013.12.023.
Liu D., Yang Q., Troczynski T. Sol–gel hydroxyapatite coatings on stainless steel substrates. Acta Biomaterialia, 2007, Vol.3, pp. 403–410.
Sharkeyev Yu. P. Biopokrytiye na osnove gidroksiapatita napylennoye detonatsionno-gazovym metodom na titanovuyu podlozhku. Tezisy dokladov Mezhdunarodnoy shkoly seminara ''Mnogourovnevyye podkhody v fizicheskoy mezomekhanike. Fundamentalnyye osnovy i inzhenernyye primeneniya”, 2008, pp. 265-266. [in Russian].
Ulianitsky V.Yu., et al. Computer-Controlled Detonation Spraying: Flexible Control of the Coating. Chemistry and Microstructure.2014, Vol.3, pp. 33–42.
Dastan, B., Bauyrzhan, R., Dosym, E., Zhuldyz, S. Influence of heat treatment on the phase composition and microhardness of coatings based on Ti3SiC2/TiC. Key Engineering Materials, 2020, Vol. 839, pp. 137-143.
Rakhadilov B., Maulet M., Abilev M., Sagdoldina Z., Kozhanova R. Structure and tribological properties of Ni-Cr-Al-based gradient coating prepared by detonation spraying. Coatings, 2021, Vol. 11, No. 2, pp. 1–14.
Savitzky A. Smoothing and differentiation of data by simplified least squares procedure. Analytical Chemistry, 1964, Vol. 36, pp.1627–1639.
Fidancevska E. Fabrication and characterization of porous bioceramic composites based on hydroxyapatite and titania. Materials Chemistry and Physics, 2007, Vol. 103, pp. 95-100.
Yanovska A., Kuznetsov V., Stanislavov A., Danilchenko S., Sukhodub L. Synthesis and characterization of hydroxyapatite-based coatings for medical implants obtained on chemically modi fi ed Ti6Al4V substrates. Surf. Coating. Technol. 2011, Vol. 205,pp. 5324–5329. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2011.05.040.
Vahabzadeh S., Roy M., Bandyopadhyay A., Bose S. Phase stability and biological property evaluation of plasma sprayed hydroxyapatite coatings for orthopedic and dental applications. Acta Biomater., 2015. https://doi.org/10.1016/j. actbio.2015.01.022.
Yacoubi A. E., Massit A., Moutaoikel S. E, Rezzouk A., Idrissi B. C. E., Rietveld Refinement of the Crystal Structure of Hydroxyapatite Using X-ray Powder Diffraction. American Journal of Materials Science and Engineering, 2017, Vol. 5, No. 1, pp 1-5. doi:10.12691/ajmse-5-1-1.
Carrodeguas R.G., Aza S. D α-Tricalcium phosphate: Synthesis, properties and biomedical applications. Acta Biomater, Vol. 7, No. 10, pp. 3536–3546.
Singh A., Singh G., Chawla V. Materials Today: proceedings In-vitro performance of reinforced hydroxyapatite coatings deposited using vacuum plasma spray technique on Ti-6Al-4V. Mater. Today Proc., 2020, https://doi.org/10.1016/j. matpr.2019.12.363, 0–5.
Timchenko E.V., Timchenko P.E., Taskina L.A., Volova L.T., Miljakova M.N., Maksimenko N.A. Using Raman spectroscopy to estimate the demineralization of bone transplants during preparation. J. Opt. Technol, 2015,Vol. 82, No. 3, pp. 153–157.
"
