In situ sinteza i karakterizacija tankih biokompatibilnih kompozitnih prevlaka hidroksiapatit/pasivni oksid za potencijalnu upotrebu u medicini
In situ synthesis and characterization of thin biocompatible hydroxyapatite/passive oxide composite coatings for potential medical use
Author
Pantović Pavlović, MarijanaMentor
Ignjatović, NenadCommittee members
Eraković Pantović, SanjaPanić, Vladimir V.
Pantić, Igor
Bugarski, Branko
Metadata
Show full item recordAbstract
Definisanje nove metode anodizacije/anaforetske depozicije za nanošenje kalcijum fosfatnih
i hibridnih prevlaka na bazi kalcijum fosfatnih keramika na titanijumske spustrate sa unapredjenim
svojstvima je bio predmet doktorske disertacije koja je pred Vama. Ova doktorska disertacija daje
doprinos rešavanju problema višestepenog pred-tretmana i post-tretmana površine radi dobijanja
prevlake na supstratu, adhezije prevlake, antimikrobnih i citotoksičnih svojstava koja se javlјaju kod
biomaterijala. Primarno se bavi kreiranjem i optimizacijom novog in situ procesa
anodizacije/anaforetske depozicije za dobijanje multifunkcionalnih kompozitnih biomaterijala. In
situ metoda rezultira u poboljšanoj adheziji bioaktivne prevlake, povećanoj bioaktivnosti i
biokompatibilnosti sa povećanim antimikrobnim svojstvima i odsustvom citotoksičnosti. Izučavani
biomaterijali ostvaruju pobolјšana svojstva kao što su: otpornost na koroziju, odsustvo toksičnosti
za lјudsko telo i odgovarajuća čvrstoća što omog...ućava njihovo potencijalno korišćenje u medicini i
stomatologiji. Cilј ove doktorske disertacije je bio kreiranje novog in situ procesa
anodizacije/anaforetske depozicije i adekvatna modifikacija parametara procesa za nanošenje
kompozitnih kalcijum fosfatnih prevlaka na titan i njegove legure, pri čemu se inovativnost ogleda
u objedinjavanju procesa sinteze kalcijum fosfatne prevlake i modifikacije površine supstrata
delimičnom inkorporacijom keramičke prevlake u kristalnu strukturu supstrata. Karakterizacija
ovako dobijenih prevlaka je obavljena različitim fizičko-hemijskim, biohemijskim i biološkim
metodama.
Ispitivanja su obuhvatila morfološku karakterizaciju i morfološke promene kalcijum
fosfatnih prevlaka elektronskim mikroskopijama, pri čemu su korišćene sledeće tehnike
karakterizacije: mikroskopija atomskih sila – AFM, skenirajuća elektronska mikroskopija – SEM i
visoko-rezoluciona skenirajuća elektronska mikroskopija FE-SEM. Hrapavost podloge se
određivala metodama AFM i ručnim meračem linearne hrapavosti (Handheld Roughness Tester).
Metodom merenja difrakcije X-zraka (XRD) utvrđeni su kristalografski i fazni sastavi, kao i
strukturne promene kompozita. Ova metoda je korišćena i pri dokazivanju bioaktivnosti prevlaka na
bazi amorfnog kalcijum fosfata bez i sa hitozan oligosaharid laktatom (ChOL). Atenuiranom totalno
refleksujućom infracrvenom spektroskopijom sa Furijeovom trasformacijom (ATR-FTIR) je
dokazana uspešnost novog in situ procesa, prvenstveno kada je u pitanju dobijanje hibridnih
multifunkcionalnih kompozitnih prevlaka sa ChOL...
Completely new method of anodization/anaphoretic deposition for the deposition of calcium
phosphate and hybrid coatings based on calcium phosphate ceramics on titanium supstrate with
improved properties was the objective of the doctoral dissertation in front of you. The dissertation
contributes to solving the problem of multistage pretreatment and posttreatment of the surface in
order to obtain a coating on the substrate, adhesion of the coating, antimicrobial and cytotoxic
properties that occur in biomaterials. It primarily deals with the application and optimization of the
new in situ anodizing/anaphoretic deposition process for obtaining multifunctional composite
biomaterials. The in situ method leads to improved bioactive coating adhesion, increased bioactivity
and biocompatibility of biomaterials with increased antimicrobial properties and absence of
cytotoxicity. Studied biomaterials have improved characteristics such as: corrosion resistance,
absence of toxicity for the human bo...dy and adequate strength, which enables their possible use in
biomedicine. The objective of this doctoral dissertation was to define a completely new in situ
anodizing/anaphoretic deposition process and adequate modification of process parameters for the
application of composite calcium phosphate coatings on titanium and its alloys, wherein innovation
is reflected in combining calcium phosphate coating synthesis and surface modification by partially
incorporating a ceramic coating into the crystalline structure of the substrate. The characterization
of the coatings obtained in this manner was performed by various physico-chemical, biochemical
and biological methods.
The experiments of morphological characterization and morphological changes of calcium
phosphate coatings included following electronic microscopy characterization techniques: atomic
forces microscopy - AFM, scanning electron microscopy - SEM and field emission scanning
electron microscopy FE-SEM. The substrate roughness was determined by AFM and Handheld
Roughness Tester methods. The X-ray diffraction (XRD) method was used for determination of
crystallographic and phase compositions as well as composites structural changes. This method was
also used to demonstrate the bioactivity of amorphous calcium phosphate coatings with and without
chitosan oligosaccharide lactate (ChOL). Attenuated totally reflective Fourier transform infrared
spectroscopy with (ATR-FTIR) was used to prove the successfull execution of the new in situ
process, primarily when it comes to obtaining hybrid multifunctional composite coatings with
ChOL...