ﭘﻮﺷﺶدﻫﯽ اﻟﮑﺘﺮوﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ ﮐﻠﺴﯿﻢ ﻓﺴﻔﺎتﺑﺮروی زﯾﺮﻻﯾﻪﮐﺎﻣﭙﻮزﯾﺘﯽti-10 mo-x (tic & tib2) ﺗﻬﯿﻪ ﺷﺪه ﺑﻪ روش ﺗﻒﺟﻮﺷﯽ ﻗﻮس ﭘﻼﺳﻤﺎ

مقدمه: در پژوهش کنونی کامپوزیت ti-10mo-x (tic tib2) ساخته شده به روش متالورژی پودر با مقادیر مختلف تقویت کننده‌های سرامیکی (0.5≤ x ≤ 4) برای توسعه زیست مواد جدید انتخاب شد. هدف از این مطالعه، ایجاد پوشش کلسیم فسفات (cap) با کیفیت و ترکیب فازی مطلوب بر روی کامپوزیت مذکور جهت کاربردهای پزشکی است.روش: کامپوزیت ti-10mo-x (tic tib2) به روش تف جوشی قوس پلاسما تحت فشار اولیه mpa 10، فشار میانی mpa 20 و فشار نهایی mpa 50 در دمای ˚c1150 تف جوشی شد. سپس پوشش cap به روش رسوب‌دهی الکتروشیمیایی در چگالی جریان‌های مختلف ma.cm^-2 , 0/7,0/5، 0/6 توسط جریان dc به مدت زمان 30 دقیقه بر روی این کامپوزیت اعمال شد. از میکروسکوپ الکترونی نوری (om) جهت بررسی توزیع تخلخل در زیرلایه استفاده شد. به منظور بررسی خواص فیزیکی زیرلایه‌ها نیز ابتدا چگالی تف‌جوشی و سپس چگالی نسبی بر اساس روش ارشمیدس اندازه‌گیری شد. همچنین برای بررسی استحکام کششی زیرلایه‌های تف‌جوشی شده، آزمون کشش انجام شد. از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، طیف سنجی توزیع انرژی پرتو ایکس (eds) و پراش اشعه ایکس (xrd) و آنالیز طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (ftir) به ترتیب جهت بررسی مورفولوژی، ترکیب شیمیایی، ساختار فازی و شناسایی پیوند‌ها در پوشش استفاده شد. ترشوندگی پوشش‌های cap با استفاده از روش اندازه‌گیری زاویه تماس قطره ساکن انجام شد. همچنین ارزیابی زیست فعالی با غوطه‌وری نمونه‌های پوشش‌دار در محلول شبیه سازی بدن (sbf) انجام گرفت.یافته‌ها: با افزایش درصد تقویت کننده‌های سرامیکی به دلیل حذف تخلخل، چگالی و استحکام کششی زیرلایه‌ها افزایش یافت. بررسی ریزساختار پوشش‌ها نیز نشان داد که علاوه بر دانسیته جریان اعمالی، ویژگی‌های زیرلایه نظیر درصد تخلخل‌ها و میزان آب دوستی که تحت تاثیر درصد تقویت کننده مورد استفاده می‌باشد، بر روی مورفولوژی پوشش cap تاثیر می‌گذارد. با افزایش چگالی جریان اعمالی، از کیفیت ظاهری پوشش کاسته شد و مقدار تخلخل افزایش یافت. همچنین مقدار عددی نسبت کلسیم به فسفر در پوشش حاصل تحت چگالی جریان اعمالی  ma.cm-25/0 بر روی زیرلایه‌های 1.0-t1150 و 2.0-t1150به ترتیب 1/60 و 1/67 به دست آمد که تقریبا برابر با نسبت موجود در استخوان طبیعی می‌باشد. نتایج آنالیزهای (ftir) و (xrd) نیز نشان داد که پوشش‌ ایجاد شده بر روی زیرلایه‌های کامپوزیتی مذکور عمدتا حاوی فاز هیدروکسی آپاتیت (ha) می‌باشد. همچنین پس از 3، 5 و 7 روز غوطه‌وری نمونه پوشش‌دار در محلول شبیه سازی شده بدن (sbf)، لایه متشکل از کره‌های آپاتیت تشکیل شد که نشان دهنده قابلیت بالای مینرالیزاسیون آپاتیت در سطح نمونه می‌باشد و لذا نمونه پوشش‌دار تهیه شده زیست فعالی مناسبی دارد.نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج مطالعات، چگالی جریان  0.5 ma cm^-2 برای دستیابی به پوششی با کیفیت مناسب و نسبت ca/pمشابه با استخوان انتخاب شد.

electrochemical deposition of calcium phosphate coating on the ti-10mo-x (tic & tib2) composite produced by spark plasma sintering

abstractintroduction: in the present study, the ti-10mo-x (tic tib2) composite produced by spark plasma sintering (sps) with different amounts of ceramic reinforcements (0.5≤ x ≤ 4) was chosen as substrate for development of new biomaterials. the aim of this study was applying the calcium phosphate (cap) coating with appropriate quality and phase composition on the ti-10mo-x (tic tib2) composite materials for biomedical application.methods: the ti-10mo-x (tic tib2) composites were sintered by sps method, at an initial pressure of 10 mpa, an intermediate pressure of 20 mpa and a final pressure of 50 mpa at 1150 . then the cap coating was applied on the substrates by electrochemical deposition method at three different dc current densities of 0.5, 0.6 and 0.7 ma.cm-2 for 30 minutes. optical electron microscopy (om) was used to study the pore structure of the substrates containing the different amounts of ceramic reinforcements. to take a look at the physical properties of the substrates, the sintering density became measured based at the archimedes method. a tensile test became additionally performed to check the tensile strength of the porous substrates. scanning electron microscopy (sem), x-ray energy distribution spectroscopy (eds) and x-ray diffraction (xrd) and fourier transform infrared (ftir) spectroscopy were also used to investigate the morphology, chemical and phase composition of the obtained coatings, respectively.wettability of the cap coatings was also investigated using the static droplet contact angle method. at last, the apatite forming ability test of the coated sample were carried out in sbf solution.findings: by increasing the percentage of ceramic reinforcements because of the removal of porosity, the density and tensile strength of the substrates have raised. comparing the sem images showed that, besides the applied current density, the properties of the substrate, such as the percentage of porosity and hydrophilic behavior had an impact on the morphology of the coatings. moreover, by increasing the current density from 0.5 to 0.6 and 0.7 ma.cm-2, the apparent quality of the coating decreased and the amount of porosity in the coating increased. in addition, the ca/p ratio in the coating applied on the 1.0-t1150 and 2.0-t1150 samples at the current density of 0.5 ma .cm-2 was measured to be 1.60 and 1.67, respectively, which is close to that of the natural apatite. furthermore, the results of xrd and ftir analysis revealed that the coatings formed on these samples at 0.5 ma cm-2 were mainly containing hydroxyapatite (ha) phase. in addition, after the sample was immersed in simulated body solution (sbf) for 3, 5 and 7 days, a layer of apatite spheres was formed on the surface, indicating the high mineralization ability of the coated sample and hence the prepared sample has a sensible bioactivity.