碳酸钙沉积Ti-6Al-6Mo

IF 0.6 Q4 METALLURGY & METALLURGICAL ENGINEERING

Metalurgija Pub Date : 2021-04-29 DOI:10.14203/METALURGI.V36I1.583

Made Subekti Dwijaya, Muhammad Satrio Utomo, Syafira Nur Ajeng Ramadhanti, Fendy Rokhmanto, Ibrahim Purawiardi, Galih Senopati, Aprilia Erryani, Inti Mulyati

{"title":"碳酸钙沉积Ti-6Al-6Mo","authors":"Made Subekti Dwijaya, Muhammad Satrio Utomo, Syafira Nur Ajeng Ramadhanti, Fendy Rokhmanto, Ibrahim Purawiardi, Galih Senopati, Aprilia Erryani, Inti Mulyati","doi":"10.14203/METALURGI.V36I1.583","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Osseointegration is one of important property in development of implant materials for orthopedic applications. While biocompatible metallic materials such as titanium alloys should already have adequate biocompatibility properties as implant materials, their osseointegration property could be further improved by bioceramic coating. Calcium carbonate (CaCO3) and hydroxyapatite are two major bioceramics in bones that can be utilized to improve the osseointegration property of metallic implant materials. Current challenge on bioceramic coating of metallic implant materials is to obtain coating method that is facile and economically feasible for implementation in the industry. Here we propose a simple and straightforward method to deposit calcium carbonate on Ti-6Al-6Mo. We utilize two common biomimetic solutions, the phosphate buffer saline (Dulbecco’s PBS) and supersaturated calcification solution (SCS) to induce the calcium carbonate formation on the Ti-6Al-6Mo surface. Microstructural and elemental observations by scanning electron microscope (SEM) – energy dispersive x-ray (EDX) has shown the presence of calcium carbonate on the surface of the Ti-6Al-6Mo immersed in SCS. Moreover, the crystallography analysis by x-ray diffraction (XRD) also confirmed the formation of calcium carbonate on the surface of Ti-6Al-6Mo. We also studied the proposed method on pure Ti (>95%) as comparison and similar outcomes were also observed. The effect on duration of immersion was also accounted in current setting. The outcomes of immersion duration for 7 and 10 days were not significantly different. ABSTRAKOsseointegrasi adalah salah satu properti penting dalam pengembangan material untuk aplikasi implan tulang. Meskipun material logam biokompatibel seperti paduan titanium sudah memiliki properti biokompatibel bawaan yang sudah mencukupi sebagai material implan tulang, sifat osseointegrasi -nya masih dapat ditingkatkan dengan pelapisan biokeramik. Kalsium karbonat (CaCO3) dan hidroksiapatit adalah dua biokeramik utama pada tulang yang dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan sifat osseointegrasi pada material implan. Tantangan saat ini pada pelapisan biokeramik pada material implant adalah memperoleh metode pelapisan yang mudah diterapkan dan ekonomis untuk selanjutnya diterapkan di industri. Pada penelitian ini dilakukan sebuah metode yang sederhana untuk mendeposisi kalsium karbonat pada permukaan Ti-6Al-6Mo. Kami menggunakan dua larutan biomimetik yang sudah secara luas digunakan, yaitu Dulbecco’s PBS (phosphate buffer saline) dan SCS (supersaturated calcification solution) untuk membuat pembentukan kalsium karbonat pada permukaan Ti-6Al-6Mo. Pengamatan struktur mikro dan elemental dengan scanning electron microscope (SEM) - energy dispersive x-ray (EDX) menunjukkan keberadaan deposit kalsium karbonat pada permukaan Ti-6Al-6Mo. Lebih lanjut, analisa kristalografi dengan difraksi x-ray (XRD) juga menguatkan keberadaan deposit kalsium karbonat pada permukaan Ti-6Al-6Mo. Kami juga mempelajari metode yang diajukan pada Ti murni (>95%) sebagai perbandingan dan diperoleh hasil yang serupa. Pengaruh durasi perendaman juga diamati dalam penelitian ini. Hasil dari imersi dengan durasi 7 dan 10 hari tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan","PeriodicalId":18462,"journal":{"name":"Metalurgija","volume":"36 1","pages":"17"},"PeriodicalIF":0.6000,"publicationDate":"2021-04-29","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"Deposisi Kalsium Karbonat pada Ti-6Al-6Mo[CALCIUM CARBONATE DEPOSITION ON TI-6AL-6MO]\",\"authors\":\"Made Subekti Dwijaya, Muhammad Satrio Utomo, Syafira Nur Ajeng Ramadhanti, Fendy Rokhmanto, Ibrahim Purawiardi, Galih Senopati, Aprilia Erryani, Inti Mulyati\",\"doi\":\"10.14203/METALURGI.V36I1.583\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"Osseointegration is one of important property in development of implant materials for orthopedic applications. While biocompatible metallic materials such as titanium alloys should already have adequate biocompatibility properties as implant materials, their osseointegration property could be further improved by bioceramic coating. Calcium carbonate (CaCO3) and hydroxyapatite are two major bioceramics in bones that can be utilized to improve the osseointegration property of metallic implant materials. Current challenge on bioceramic coating of metallic implant materials is to obtain coating method that is facile and economically feasible for implementation in the industry. Here we propose a simple and straightforward method to deposit calcium carbonate on Ti-6Al-6Mo. We utilize two common biomimetic solutions, the phosphate buffer saline (Dulbecco’s PBS) and supersaturated calcification solution (SCS) to induce the calcium carbonate formation on the Ti-6Al-6Mo surface. Microstructural and elemental observations by scanning electron microscope (SEM) – energy dispersive x-ray (EDX) has shown the presence of calcium carbonate on the surface of the Ti-6Al-6Mo immersed in SCS. Moreover, the crystallography analysis by x-ray diffraction (XRD) also confirmed the formation of calcium carbonate on the surface of Ti-6Al-6Mo. We also studied the proposed method on pure Ti (>95%) as comparison and similar outcomes were also observed. The effect on duration of immersion was also accounted in current setting. The outcomes of immersion duration for 7 and 10 days were not significantly different. ABSTRAKOsseointegrasi adalah salah satu properti penting dalam pengembangan material untuk aplikasi implan tulang. Meskipun material logam biokompatibel seperti paduan titanium sudah memiliki properti biokompatibel bawaan yang sudah mencukupi sebagai material implan tulang, sifat osseointegrasi -nya masih dapat ditingkatkan dengan pelapisan biokeramik. Kalsium karbonat (CaCO3) dan hidroksiapatit adalah dua biokeramik utama pada tulang yang dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan sifat osseointegrasi pada material implan. Tantangan saat ini pada pelapisan biokeramik pada material implant adalah memperoleh metode pelapisan yang mudah diterapkan dan ekonomis untuk selanjutnya diterapkan di industri. Pada penelitian ini dilakukan sebuah metode yang sederhana untuk mendeposisi kalsium karbonat pada permukaan Ti-6Al-6Mo. Kami menggunakan dua larutan biomimetik yang sudah secara luas digunakan, yaitu Dulbecco’s PBS (phosphate buffer saline) dan SCS (supersaturated calcification solution) untuk membuat pembentukan kalsium karbonat pada permukaan Ti-6Al-6Mo. Pengamatan struktur mikro dan elemental dengan scanning electron microscope (SEM) - energy dispersive x-ray (EDX) menunjukkan keberadaan deposit kalsium karbonat pada permukaan Ti-6Al-6Mo. Lebih lanjut, analisa kristalografi dengan difraksi x-ray (XRD) juga menguatkan keberadaan deposit kalsium karbonat pada permukaan Ti-6Al-6Mo. Kami juga mempelajari metode yang diajukan pada Ti murni (>95%) sebagai perbandingan dan diperoleh hasil yang serupa. Pengaruh durasi perendaman juga diamati dalam penelitian ini. Hasil dari imersi dengan durasi 7 dan 10 hari tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan\",\"PeriodicalId\":18462,\"journal\":{\"name\":\"Metalurgija\",\"volume\":\"36 1\",\"pages\":\"17\"},\"PeriodicalIF\":0.6000,\"publicationDate\":\"2021-04-29\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Metalurgija\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.14203/METALURGI.V36I1.583\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"Q4\",\"JCRName\":\"METALLURGY & METALLURGICAL ENGINEERING\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Metalurgija","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.14203/METALURGI.V36I1.583","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q4","JCRName":"METALLURGY & METALLURGICAL ENGINEERING","Score":null,"Total":0}

引用次数: 0

摘要

骨整合是开发骨科植入材料的重要特性之一。虽然钛合金等生物相容性金属材料作为植入材料应该已经具有足够的生物相容性，但生物陶瓷涂层可以进一步改善其骨整合性能。碳酸钙（CaCO3）和羟基磷灰石是骨中的两种主要生物陶瓷，可用于改善金属植入材料的骨整合性能。目前对金属植入材料的生物陶瓷涂层的挑战是获得在工业中实施的简单且经济可行的涂层方法。本文提出了一种在Ti-6Al-6Mo上沉积碳酸钙的简单易行的方法。我们使用两种常见的仿生溶液，磷酸盐缓冲盐水（Dulbecco’s PBS）和过饱和钙化溶液（SCS）来诱导Ti-6Al-6Mo表面形成碳酸钙。通过扫描电子显微镜（SEM）-能量色散x射线（EDX）进行的微观结构和元素观察表明，浸泡在SCS中的Ti-6Al-6Mo表面存在碳酸钙。此外，通过x射线衍射（XRD）的晶体学分析也证实了在Ti-6Al-6Mo表面上形成了碳酸钙。我们还在纯Ti（>95%）上研究了所提出的方法作为比较，并观察到类似的结果。在当前设置中也考虑了对浸泡持续时间的影响。浸泡7天和10天的结果没有显著差异。[UNK]ABSTRAKOS骨融合是开发骨植入材料的重要特性之一。尽管生物相容性金属材料（如钛合金）已经具有生物相容性，但该合金足以作为骨植入材料，其骨整合性能仍然可以通过生物陶瓷过滤来增强。碳酸钙（CaCO3）和羟基磷灰石是骨中的两种主要生物陶瓷，可用于增强植入材料的骨整合性能。目前在植入材料上进行生物陶瓷过滤的挑战是使过滤方法易于应用并经济地在工业中进一步应用。本研究采用一种简单的方法在Ti-6Al-6Mo表面沉积碳酸钙。我们使用两种广泛使用的仿生溶液，Dulbecco的PBS（磷酸盐缓冲盐水）和SCS（过饱和钙化溶液）在Ti-6Al-6Mo表面形成碳酸钙。用扫描电子显微镜（SEM）-能量色散x射线（EDX）对微观和元素结构的观察表明，Ti-6Al-6Mo表面存在碳酸钙沉积物。此外，X射线结晶分析（XRD）也加强了Ti-6Al-6Mo表面上碳酸钙沉积物的存在。我们还学习了纯Ti（>95%）的方法作为比较，并获得了类似的结果。在这项研究中还观察到了印刷的持续时间。第7天和第10天的试验结果没有显示出显著差异

本文章由计算机程序翻译，如有差异，请以英文原文为准。

查看原文本刊更多论文

Deposisi Kalsium Karbonat pada Ti-6Al-6Mo[CALCIUM CARBONATE DEPOSITION ON TI-6AL-6MO]

Osseointegration is one of important property in development of implant materials for orthopedic applications. While biocompatible metallic materials such as titanium alloys should already have adequate biocompatibility properties as implant materials, their osseointegration property could be further improved by bioceramic coating. Calcium carbonate (CaCO3) and hydroxyapatite are two major bioceramics in bones that can be utilized to improve the osseointegration property of metallic implant materials. Current challenge on bioceramic coating of metallic implant materials is to obtain coating method that is facile and economically feasible for implementation in the industry. Here we propose a simple and straightforward method to deposit calcium carbonate on Ti-6Al-6Mo. We utilize two common biomimetic solutions, the phosphate buffer saline (Dulbecco’s PBS) and supersaturated calcification solution (SCS) to induce the calcium carbonate formation on the Ti-6Al-6Mo surface. Microstructural and elemental observations by scanning electron microscope (SEM) – energy dispersive x-ray (EDX) has shown the presence of calcium carbonate on the surface of the Ti-6Al-6Mo immersed in SCS. Moreover, the crystallography analysis by x-ray diffraction (XRD) also confirmed the formation of calcium carbonate on the surface of Ti-6Al-6Mo. We also studied the proposed method on pure Ti (>95%) as comparison and similar outcomes were also observed. The effect on duration of immersion was also accounted in current setting. The outcomes of immersion duration for 7 and 10 days were not significantly different. ABSTRAKOsseointegrasi adalah salah satu properti penting dalam pengembangan material untuk aplikasi implan tulang. Meskipun material logam biokompatibel seperti paduan titanium sudah memiliki properti biokompatibel bawaan yang sudah mencukupi sebagai material implan tulang, sifat osseointegrasi -nya masih dapat ditingkatkan dengan pelapisan biokeramik. Kalsium karbonat (CaCO3) dan hidroksiapatit adalah dua biokeramik utama pada tulang yang dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan sifat osseointegrasi pada material implan. Tantangan saat ini pada pelapisan biokeramik pada material implant adalah memperoleh metode pelapisan yang mudah diterapkan dan ekonomis untuk selanjutnya diterapkan di industri. Pada penelitian ini dilakukan sebuah metode yang sederhana untuk mendeposisi kalsium karbonat pada permukaan Ti-6Al-6Mo. Kami menggunakan dua larutan biomimetik yang sudah secara luas digunakan, yaitu Dulbecco’s PBS (phosphate buffer saline) dan SCS (supersaturated calcification solution) untuk membuat pembentukan kalsium karbonat pada permukaan Ti-6Al-6Mo. Pengamatan struktur mikro dan elemental dengan scanning electron microscope (SEM) - energy dispersive x-ray (EDX) menunjukkan keberadaan deposit kalsium karbonat pada permukaan Ti-6Al-6Mo. Lebih lanjut, analisa kristalografi dengan difraksi x-ray (XRD) juga menguatkan keberadaan deposit kalsium karbonat pada permukaan Ti-6Al-6Mo. Kami juga mempelajari metode yang diajukan pada Ti murni (>95%) sebagai perbandingan dan diperoleh hasil yang serupa. Pengaruh durasi perendaman juga diamati dalam penelitian ini. Hasil dari imersi dengan durasi 7 dan 10 hari tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan

求助全文

通过发布文献求助，成功后即可免费获取论文全文。去求助

来源期刊

Metalurgija 工程技术-冶金工程

CiteScore

1.20

自引率

33.30%

发文量

审稿时长

4-8 weeks

期刊介绍： The journal Metalurgija is primary scientific periodical that publishes scientific papers (original papers, preliminary notes, reviewed papers) as well as professional papers from the area of basic, applicable and developing researching in metallurgy and boundary metallurgy areas (physics, chemistry, mechanical engineering). These papers relate to processing ferrous and non-ferrous metallurgy, treating investigating as well as testing of raw materials, semi products and products, especially in the area of improving new materials and possibilities of their implementation. The journal is the only national periodical of this kind in the Republic of Croatia and covers the scientific field of metallurgy, especially: physical metallurgy and materials; process metailurgy, (ferrous and non-ferrous); mechanical metallurgy (processing, power , etc.); related (adjoing) branches: mechanlcal engineering, chemistry, physics etc.