In situ synthesis of osteoconductive biphasic ceramic coatings on Ti6Al4V substrate by laser-microwave hybridization

Capacidad de formación de apatitas de películas delgadas de hidroxiapatita modificadas por ablación láser

“…La Figura 4a muestra una hidroxiapatita en forma de rosetas, no se evidencia la aparición de poros, su estructura es densa, al observar a 40000x las grietas denotan una profundidad sobre el recubrimiento tratado térmicamente a 400°C, visualmente estas grietas son más oscuras que en los demás recubrimientos; para el recubrimiento tratado a 500°C en la Figura 4b se distinguen poros de un tamaño promedio de 0.128 µm, nódulos redondeados dispersos sobre la superficie del sustrato, mayor número de grietas en las cuales se aprecia la misma porosidad presentada en la superficie; en la Figura 4c se muestra la morfología para el recubrimiento tratado a 600°C, se observa un incremento del tamaño y número de poros, con un tamaño promedio de 0.240 µm. Se obtuvo una morfología del cráter similar para los tres recubrimientos tratados térmicamente a diferentes temperaturas, como se observa en la Figura 6, que suelen no tener límites perfectamente definidos, crestas y material redepositado en los bordes, debido a que la longitud de onda, energía y duración de los pulsos afectan la longitud de penetración o profundidad de los cráteres sobre los recubrimientos [23,24]. Los recubrimientos tratados térmicamente e inmersos en SBF presentaron leves modificaciones morfológicas en los recubrimientos a 400 y 500°C, al comparar las micrografías obtenidas antes (Figura 4) y después (Figura 7) de la inmersión, se observa que el cambio originó una estructura laminar; además la muestra tratada térmicamente a 500°C presentó un decremento bastante notorio en sus nódulos de 2.5μm a 1.5μm aproximadamente, debido a los fenómenos de disolución y precipitación ocurridos durante la inmersión en el fluido, aumentando la formación de nódulos con ramificaciones en toda la superficie en comparación con el recubrimiento inicial de la hidroxiapatita deficiente en calcio; por otra parte, la muestra tratada a 600°C presentó un aumento en el tamaño de nódulo de alrededor de tres veces su valor inicial.…”

Microwave-assisted synthesis of composites based on titanium and hydroxyapatite for dental implantation

“…38 It was shown that with TiO 2 as an interlayer, a coating with adhesion strength of 37.5 MPa was prepared by the sol–gel technique followed by conventional sintering at 800 °C for 1 h. 50 By using the same sol-gel technique, however, the corresponding sintering time under microwave irradiation for producing a TiO 2 /HA/TCP composite coating, which was initially prepared by mixing TiO 2 particles into the calcium phosphate (Ca–P) sol (mass ratio of the solute of 1.5/1) coated on Ti6Al4V, could be shortened to 10 min at 800 °C with the coating adhesion strength of 34 MPa. 16 The adhesion strength was believed to be controlled by the reaction between TiO 2 and HA at high temperatures which produced gas that affected the coating integrity.…”

“…1). 16,17 Consequently, there is an outward heat transfer in microwave heating, which is contrary to that in conventional heating. Another feature of microwave energy is called the selective thermal effect because the heating efficiency depends directly on the electromagnetic properties, mainly permittivity and permeability, of the target substance.…”

Characterization of YSZ Coatings Deposited on cp-Ti Using the PS-PVD Method for Medical Applications

“…Creation of adequate roughness on the surface of a titanium implant and supporting it with bioactive elements is an effective way to improve osseointegration between bone and implant [8][9][10], leading to higher osteoblast adhesion and better integration of the tissue with the implant. In most cases, the bioactive coating materials used include hydroxyapatite (HAp) [11], Al 2 O 3 [12], ZrO 2 [13], or composites layers TiO 2 /TiN [14,15]. In particular, as shown by Kure-Chu et al, a thin TiO 2 /TiN nanolayer enhances wear resistance [16], while ZrO 2 and Al 2 O 3 are bioinert ceramics [17].…”