Search

Fast ongoing research of graphene-based nanomaterials reveals that their exceptional properties could be utized for biomedical applications, especially in tissue engineering and drug delivery. Here, we summarized the results obtained on hydroxyapatite based biocomposite coatings produced by electrophoretic deposition on titanium substrate and reinforced by nanosized graphene, as potential candidates for hard tissue implants., Brzi razvoj istraživanja nanomaterijala koji sadrže grafen otkrio je da se njihova izuzetna svojstva mogu koristiti za biomedicinske primene, posebno u inženjerstvu tkiva i kao nosači lekova. U ovom radu su prikazani rezultati istraživanja biokompozitnih prevlaka na bazi hidroksiapatita koje su dobijene elektroforetskim taloženjem na titanskom supstratu i ojačane nanočestičnim grafenom, kao potencijalnih kandidata za implante koštanog tkiva.

Brzi razvoj istraživanja nanomaterijala koji sadrže grafen otkrio je da se njihova izuzetna svojstva mogu koristiti za biomedicinske primene, posebno u inženjerstvu tkiva i kao nosači lekova. U ovom radu su prikazani rezultati istraživanja biokompozitnih prevlaka na bazi hidroksiapatita koje su dobijene elektroforetskim taloženjem na titanskom supstratu i ojačane nanočestičnim grafenom, kao potencijalnih kandidata za implante koštanog tkiva., Fast ongoing research of graphene-based nanomaterials reveals that their exceptional properties could be utized for biomedical applications, especially in tissue engineering and drug delivery. Here, we summarized the results obtained on hydroxyapatite based biocomposite coatings produced by electrophoretic deposition on titanium substrate and reinforced by nanosized graphene, as potential candidates for hard tissue implants.

Metalni implantati za ortopedsku hirurgiju izrađuju se najčešće od nerđajućeg čelika, legura na bazi titana, kobalta ili hroma, koje imaju odlične konstrukcione i mehaničke osobine i otporne su na koroziju. Ipak, ovakvi implantati poldožni su lokalnoj koroziji u ljudskom telu jer je zapaženo prisustvo njihovih metalnih jona u okolnim tkivima i telesnim tečnostima. Da bi se iskoristila prednost njihovih mehaničkih karakteristika, a postigla biokompatibilnost, moguće je na njihovu površinu naneti bioinertnu ili čak bioaktivnu prevlaku. Hidroksiapatit je poznat po svom bioaktivnom ponašanju, koje duguje hemijskoj istovetnosti sa ljudskim kostima. Elektroforetska deopzicija je relativno stara tehnika, koja je ovde primenjena uz upotrebu novog materijala - nanostrukturnog hidroksiapatita, kako bi se dobile ravnomerne i kompaktne hidroksiapatitne prevlake i tako prevazišla ograničenja prethodno korišćenih visokotemperaturnih tehnika nanošenja prevlaka i problemi sa složenim oblikom metalnog supstrata. Prevlake nanostrukturnog hidroksiapatita eletroforetski su deponovane na peskiranu površinu uzoraka od nerđajućeg čelika 316LVM, pri konstantnom naponu, za različito vreme deponovanja, a zatim su sinterovane u atmosferi argona na 1000oC. Toplotna stabilnost HAp praha prvo je ocenjena DTA/TG analizom u temperaturnom intervalu 23oC-1000oC. Za mikrostrukturnu karakterizaciju prevlake korišćen je SEM, a za određivanje faznog sastava XRD analiza., Surgical metallic implants are usually made of stainless steel, titanium- and cobalt/chromium- based alloys which have superior structural and mechanical properties, and are corrosion resistant. Nevertheless, they are susceptible to local corrosion in the human body, releasing metal ions into the nearby body tissue and fluids. Keeping the advantage of their mechanical properties, their biocompatibility can be achieved through deposition the bioinert or even bioactive coating onto their surface. Hydroxyapatite is known by its bioactive behavior, originating from its chemical identity with human bones. The electrophoretic deposition is rather old technique used here with a novel nanostructured hydroxyapatite powder to obtain uniform and dense hydroxyapatite coatings, to overcome the restrictions of previously used high temperature coating techniques and to overcome the complex geometry metallic substrate problems. The coating of nanosized hydroxyapatite was electrophoretically deposited on blasted surface of stainless steel 316LVM samples at constant voltage, for different deposition times and subsequently sintered in argon atmosphere at 1000 oC. The HAp powder thermal stability was initially assessed using DTA-TG analyses over the temperature range of 23oC-1000oC. The microstructure characterization of the coating was accomplished using SEM, and phase composition was determined by XRD.

The bioceramic hydroxyapatite/lignin (HAP/Lig) coatings were obtained from ethanol suspension by electrophoretic deposition on titanium. The aim of this work was to investigate the corrosion stability of non-sintered HAP/Lig coatings in simulated body fluid (SBF). Using the open circuit potential-time measurements and electrochemical impedance spectroscopy, it was shown that investigated nonsintered HAP/Lig coating on titanium exhibited good protective properties during immersion in SBF solution., Dobijanje biokeramičke prevlake hidroksiapatit/lignin (HAP/Lig) na titanu iz etanolske suspenzije vršeno je postupkom elektroforetskog taloženja. Cilj rada je ispitivanje korozione stabilnosti nesinterovanie HAP/Lig prevlake u simuliranom telesnom fluidu. Korišćene su metode registrovanja vremenske promene potencijala otvorenog kola i spektroskopije elektrohemijske impedancije. Nesinterovana HAP/Lig prevlaka na titanu pokazala je dobra zaštitna svojstva u ispitanom rastvoru.

The aim of this work was to obtain nanotubular TiO2 layer by anodization of titanium substrate, and to prepare hydroxyapatite (HAP) coatings by electrophoretic deposition over nanotubular TiO2 layer. The presence of fluoride ion in the electrolyte for anodization causes the formation of TiO2 nanotubes. The Ti surface modified with TiO2 nanotubes was used for fabrication of HAP coatings by electrophoretic deposition. Acidic medium provides formation of short nanotubes which are more suitable for deposition of HAP coatings. Ti plates were thermally treated after anodization in order to gain more defined structure of nanotubular TiO2 layer. Compact HAP coatings with good adhesion were produced by electrophoretic deposition on thermally treated and untreated anodized specimens. The results showed that coating mass increases with deposition time, but prolongation of the deposition time causes the decrease of HAP coating adhesion. ., Cilj ovog rada je dobijanje nanotubularnog TiO2 sloja na titanu postupkom anodizacije i ispitivanje parametara elektroforetskog taloženja prevlaka hidroksiapatita (HAP) na formiranom međusloju nanotubularnog TiO2. Pokazano je da anodizacija titana u elektrolitu koji sadrži fluoridne jone omogućava formiranje nanotuba TiO2 na površini titana. Površina titana modifikovana nanotubama TiO2 je korišćena kao podloga za kataforetsko taloženje prevlaka hidroksiapatita iz etanolske suspenzije. Kisela sredina za anodizaciju titana omogućava dobijanje kraćih nanotuba koje su se pokazale kao bolja podloga za nanošenje HAP prevlaka. Nakon anodizacije, titanske pločice su termički tretirane da bi se dobila definisanija struktura nanotubularnog TiO2 sloja. Kataforetskim taloženjem dobijene su dobro prianjajuće i kompaktne HAP prevlake na termički tretiranim i netretiranim anodiziranim uzorcima. Rezultati pokazuju da pri vremenima taloženja dužim od 45 min dolazi do smanjenja adhezije prevlake hidroksiapatita.