Co bazlı implant malzemeler üzerine HAP filmlerinin üretilmesi ve fiziksel ve mekaniksel özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmanın amacı CoCrMo esaslı implant malzeme üzerine; elektrokimyasal yöntem ile Hidroksiapatit (HAP) kaplayarak implantın kemikle bütünleşme özelliğini ve vücut tarafından kabul edilebilirliğini arttırmaktır. Metalik biyomalzemeler, ortopedik protezlerin üretiminde geniş kullanım alanına sahiptir. Birçok diş protezi ve ortopedik protezler; Ti alaşımları, Co-Cr alaşımları ve östenitik paslanmaz çelik gibi mekanik olarak güçlü ve biyoinert metalik malzemelerden yapılmaktadır. Bunlar; yüksek mukavemetleri, biyouyumlulukları ve korozyon dayanımları nedeniyle implant olarak kullanılırlar. Metalik biyomalzemeler biyouyumlu olmasına rağmen biyoaktif olmadıkları için kemik dokularına iyi yapışma, bütünleşme özelliği göstermez. Bu özelliklerin sağlanması için, metaller biyoaktif seramiklerle kaplanmalıdırlar. Kalsiyum fosfat (CaP) esaslı seramikler biyomalzeme olarak implant malzeme yüzeylerinin kaplanmasında kullanılır. Kemiklere tutunma özelliği ile bilinirler fakat mekanik dirençleri yeterli değildir. CaP bileşiklerinden biri olan hidroksiapatit (HAP), kemik ve diş gibi vücudun doğal sert dokularındaki biyolojik apatite olan kimyasal ve yapısal benzerliği nedeniyle kullanılmaktadır. Metalik implantın korozyon direncini, biyouyumunu, biyoaktifliğini arttırmak ve osseointegrasyon sağlamak için ince HAP tabakası kaplanabilir. Böylece kemik büyümesi ve hızlı bütünleşme sağlanır. HAP kaplamanın farklı yöntemleri vardır. Bunların arasında elektrokimyasal yöntem; kolay uygulanışı, düşük proses sıcaklığı, karmaşık şekiller üzerine uniform kaplama yapabilme özelliği ve kaplama kalınlığının kolayca kontrol edilebilmesi nedeniyle ilgi çeker. Çalışmada elektrokimyasal çöktürme ile CoCrMo altlık üzerine kaplanan HAP ve CaP tabakalarının karakterizasyonu; taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılım spektrometresi (EDS), X-ışınları difraktometresi (XRD), görüntü analiz sistemi optik mikroskop ve FTIR ile gerçekleştirilmiştir. The aim of this study; to form hydroxyapatite (HAP) coatings on CoCrMo alloys by electrochemical method and increase fixation and acceptation of implant by bone and body. Metallic materials have found wide application as biomaterials for manufacturing orthopedic prostheses. Most dental and orthopedic implants are made of mechanically strong and bioinert metallic alloys such as titanium alloys, cobalt-chromium alloys and austenitic stainless steels. They are widely used due to their high strength, good biocompatibility and corrosion durability. Although metals are biotolerable, they do not adhere to bone tissues and these materials are not bioactive and need to be fixed to bone by mechanical interlocking. Because of this; biotolerable metals can be coated with bioactive ceramics. Calcium phosphate-based ceramics are known to chemically bind to bone tissues, but their mechanically resistance are not enough. A thin layer HAP has been accepted as a bioactive coating to enhance the corrosion resistance of metallic implants. Furthermore, coating layer supply bone growth and rapid fixation. There are different kinds of methods to produce HAP coatings. Among these electrochemical method used to deposit calcium phosphate coatings on metal substrates is an attractive process because of easy application, low process temperature, ability to deposit uniform coatings on bodies of complex shape and easy control of deposit thickness. In this study, characterization of coated HAP and CaP layers on CoCrMo by electrochemical deposition realized by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), X-Ray diffractometer, optic microscope and Fourier transform infrared (FTIR).