316 L implant malzeme yüzeyinin biyouyumluluk özelliklerinin geliştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada 316L paslanmaz çelik yüzeyi, Mikro ark oksidasyon (MAO) sürecini gerçekleştirebilmek için ince bir titanyum tabaka ile kaplanmıştır. İnce film titanyum kaplama işlemi Plazma Püskürtme, Sol-Jel ve Katodik Ark Fiziksel Buhar Biriktirme (CAPVD) yöntemleri kullanılarak uygulanmıştır. Bu işlem, 316L paslanmaz çelik malzemenin korozyon ve aşınma direnci ile yüzey biyouyumluluğun geliştirilmesi için amaçlanmıştır. İnce film titanyum kaplama ve MAO yöntemleri ile paslanmaz çeliklerin vücut içinde aşınma ve korozyon direncinin geliştirilmesinin yanısıra erken osseointegrasyon ile yüzeyin biyoaktivitesinin geliştirilmesi de bu çalışmanın ana amacıdır. Bu şekilde üretilen iki aşamalı kaplamanın yapısal ve morfolojik karakterizasyonu X-ışını kırınımı ve SEM çalışmaları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Element analizi ve kaplamanın aşınma direnci EDS ve sürtünme test cihazı kullanılarak yapılmıştır. 316L paslanmaz çelik üzerinde MAO ile yüzey aktivitesini geliştirebilmek için plazma püskürtme, sol-jel veya katodik ark biriktirme metodunun uygulanabilirliği araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde paslanmaz çelik üzerine MAO uygulama işlemi plazma püskürtme ve sol-jel ile kaplanan numuneler için olumlu sonuçlar vermemiş, katodik ark fiziksel buhar biriktirme ile kaplanan numuneler için ise umut verici olmuştur.

In this study, the surface of 316L stainless steel was coated with a thin layer of titanium in order to be able to practice the process of Micro Arc Oxidation (MAO) on its surface. Coating process of thin layer of titanium was performed by using Plasma Spray, Sol-Gel and Cathodic Arc Physical Vapor Deposition (CAPVD) methods. This study was intended to enhance surface biocompatibility, corrosion and wearing resistance of 316L. The main objective of this study was to ascribe an improved bioactivity to the surface with the intension of an early osseointegration as well as to improve the corrosion and wear resistance of 316L in body environment. Structural and morphological characterization of the two-stage coating thus produced was carried out by using X-ray diffraction and SEM studies. Elemental analysis and wear resistance of the coating were conducted by using EDS and tribo-tester. It was investigated that plasma spray, sol-gel, and cathodic arc physical vapour deposition (CAPVD) method on 316L stainless steel could be used to treat its surface with MAO in order to improve surface bioactivity. According to obtaind results, MAO on stainless steel coating with plasma spray and sol-gel did not give positive results for the samples. On the contrary, MAO on cathodic arc physical vapour deposition coating method is highly promissing.