Исследование свойств биокомпозитных плазменных покрытий «титан-магнийзамещенные кальцийфосфаты»

А.В. Лясникова, О.А. Дударева, И.П. Гришина, О.А. Маркелова, В.Н. Лясников показать трудоустройства и электронную почту
Получена 10 ноября 2017; Принята 29 января 2018;
Цитирование: А.В. Лясникова, О.А. Дударева, И.П. Гришина, О.А. Маркелова, В.Н. Лясников. Исследование свойств биокомпозитных плазменных покрытий «титан-магнийзамещенные кальцийфосфаты». Письма о материалах. 2018. Т.8. №2. С.202-207
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2018-2-202-207

Аннотация

Структура плазмонапыленных покрытий на основе магнийзамещенного гидроксиапатита и кальцийфосфатаПроведены комплексные исследования физико-химических свойств покрытий, полученных электроплазменным напылением порошков магнийзамещенных гидроксиапатита и трикальцийфосфата на титановую основу, дана их сравнительная характеристика. Инфракрасная спектроскопия и рентгенофазовый анализ замещенных порошков подтвердили их структуру. По данным просвечивающей электронной микроскопии частицы порошка магнийзамещенного гидроксиапатита имеют вытянутую прямоугольную форму, плоские края, размер отдельных частиц от 500 нм до 2-3 мкм. Порошок магнийзамещенного трикальцийфосфата представлен частицами размером от 300 нм до 7 мкм, частицы нанометрового диапазона представляют собой цилиндры, тогда как форма более крупных частиц приближена к прямоугольной. Сканирующая электронная микроскопия плазмонапыленных покрытий показывает, что покрытие на основе магнийзамещенного трикальцийфосфата в отличие от магнийзамещенного гидроксиапатита сформировано более мелкими частицами, имеющими четкие границы, вследствие чего формируется более равномерный микрорельеф, но в свою очередь покрытие на основе магнийзамещенного гидроксиапатита содержит большее количество микро- и нанообразований. Прочность сцепления покрытия с основой у покрытий на основе магнийзамещенного гидроксиапатита несколько выше, чем у магнийзамещенного трикальцийфосфата. Максимальное усилие, при котором произошел отрыв образцов с плазмонапыленным покрытием на основе магнийзамещенного гидроксиапатита, составило 5,4 кН, а магнийзамещенным трикальцийфосфом – 5 кН. Расчетные показатели адгезии для покрытий 14,9 и 13 МПа соответственно. Для исследуемых покрытий характерны выраженные гидрофильные свойства. Поверхностная энергия для обоих типов покрытия определяется преимущественно полярной составляющей, а не дисперсионной, что свидетельствует о присутствии на поверхности полярных групп.

Ссылки (23)

1. S. Durdu, K. Korkmaz, S. Aktug, A. Cakır. Surface and Coatings Technology. 326(15), Part A, 111 (2017). Crossref
2. B. Zheng, Y. Luo, H. Liao, C. Zhang. Journal of the European Ceramic Society. 37(15), 5017 (2017). Crossref
3. C. Wen. Surface Coating and Modification of Metallic Biomaterials. Woodhead Publishing (2015) 448 p.
4. M. Nakamura, A. Kobayashi, K. Nozaki, N. Horiuchi, A. Nagai, K. Yamashita. Journal of Medical and Biological Engineering. 34(1), 44 (2014). Crossref
5. Y. C. Tsui, C. Doyle, T. W. Clyne. Biomaterials. 19(22), 2015 (1998). Crossref
6. Z. Mohammadi, A. A. Ziaei-Moayyed, A. M. Sheikh-Mehdi. Applied Surface Science. 253(11), 4960 (2007). Crossref
7. R. Rojaee, M. H. Fathi, K. Raeissi. Advances in Bio-Mechanical Systems and Materials. 40, 25 (2013). Crossref
8. S. Bose, S. Dasgupta, S. Tarafder, A. Bandyopadhyay. Acta Biomater. 6, 3782 (2010). Crossref
9. M. E. Iskandar, A. Aslani, H. Liu. J. Biomed Mater Res A., 101A, 2340 (2013). Crossref
10. A. V. Lyasnikova, O. A. Dudareva. Tekhnologiya sozdaniya mnogofunkcionalnyh kompozicionnyh pokrytij. Moscow, Speckniga (2012) 301 p. (in Russian) [Лясникова А. В., Дударева О. А. Технология создания многофункциональных композиционных покрытий: монография. Москва, Спецкнига (2012) 301 с.].
11. A. Wrona, K. Bilewska, M. Lis, M. Kaminska, T. Olszewski, P. Pajzderski, G. Więcław, M. Jaskiewicz, W. Kamysz. Surface and Coatings Technology. 318, 332 (2017). Crossref
12. A. V. Lyasnikova, O. A. Markelova, O. A. Dudareva, V. N. Lyasnikov, A. P. Barabash, S. P. Shpinyak. Powder Metallurgy and Metal Ceramics. 55(5 - 6), 328 (2016). Crossref
13. K. Salma-Ancane, L. Stipniece, A. Putnins, L. Berzina-Cimdina. Ceramics International. 1(3), 4996 (2015). Crossref
14. X. Zhang, T. Takahashi, K. S. Vecchio. Mater. Sci. Eng. 29, 2003 (2009). Crossref
15. S. C. Cox, P. Jamshidi, L. M. Grover, K. K. Mallick. Materials Science and Engineering. 35, 106 (2014). Crossref
16. V. K. Mishra, B. N. Bhattacharjee, O. Parkash et al. J. Alloys and Compounds. 614, 283 (2014). Crossref
17. S. Kannan, J. Ferreira. Chem. Mater. 18(1), 198 (2006). Crossref
18. S. M. Barinov, V. S. Komlev. Biokeramika na osnove fosfatov kalciya. Moscow, Nauka (2005) 204 p. (in Russian) [Баринов С. М., Комлев В. С. Биокерамика на основе фосфатов кальция. Москва, Наука (2005) 204 с.].
19. T. M. Lee, B. C. Wang, Y. C. Yang, E. Chang, C. Y. Yang. J Biomed Mater. Res. 55(3), 360 (2001).
20. R. Franca, T. D. Samani, G. Bayade, L. Yahia, E. Sacher. J Colloid Interface Sci. 15(420), 182 (2014). Crossref
21. Patent USA № 6921544, 06.03.2001. (in Russian) [Патент США № 6921544. Способ получения кристаллического магний-замещенного гидроксиапатита, 06.03.2001.].
22. I. V. Fadeev, S. M. Barinov, L. I. Shvorneva, V. P. Orlovskii. Inorganic Materials. 39(9), 947 (2003). Crossref
23. K. Webb, V. Hlady, P. A. Tresco. J. Biomed. Mater. Res. 241, 422 (1998).

Цитирования (2)

1.
J. Chang, R. Guo, M. Li, H. Li. MSF. 1003, 122 (2020). Crossref
2.
V. Chebodaeva, M. Sedelnikova, A. Kashin, O. Bakina, I. Khlusov, A. Zharin, V. Egorkin, I. Vyaliy, Y. Sharkeev. Lett. Mater. 12(4), 336 (2022). Crossref