การเกิดไฮดรอกซีอปาไทท์บนผิวหน้าฟิล์มบางเซอร์โคเนียมไดออกไซด์ที่ผ่านการปรับสภาพ
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาการปรับสภาพผิวหน้าของฟิล์มบางเซอร์โคเนียมไดออกไซด์ (ZrO2) ที่เคลือบบนสเตนเลสสตีล ด้วยวิธีอัลคาไลน์ทรีทเมนต์ วิธีโอโซนทรีทเมนต์ และใช้สองวิธีดังกล่าวร่วมกัน สำหรับวิธีอัลคาไลน์ทรีทเมนต์เป็นการแช่ฟิล์มบาง ZrO2 ในสารละลายแคลเซียมคลอไรด์ (CaCl2) เข้มข้น 3 โมลต่อลิตร ที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 24 ชั่วโมง วิธีโอโซนทรีทเมนต์จะผ่านโอโซนลงไปในขวดที่บรรจุฟิล์มบาง ZrO2 ด้วยอัตราการไหล 250 มิลลิกรัมต่อชั่วโมง เป็นเวลา 24 ชั่วโมง และวิธีอัลคาไลน์ทรีทเมนต์ร่วมกับโอโซนทรีทเมนต์จะผ่านโอโซนที่อัตราการไหล 250 มิลลิกรัมต่อชั่วโมง ลงไปในขวดที่มีชิ้นงานแช่อยู่ในสารละลาย CaCl2 เข้มข้น 3 โมลต่อลิตร ที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 24 ชั่วโมง และทดสอบการเกิดสารประกอบไฮดรอกซีอปาไทท์ (hydroxyapatite, HAp) ด้วยการแช่ชิ้นงานที่ผ่านการปรับสภาพด้วยทั้งสามวิธีและไม่ผ่านการปรับสภาพในสารละลาย simulated body fluid (SBF) เป็นเวลา 7 วัน แล้ววิเคราะห์ผลึกของสารประกอบ HAp ที่เกิดขึ้นด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ (X-ray diffraction, XRD) ศึกษาลักษณะการก่อตัวและการยึดติดผิวของสารประกอบ HAp โดยใช้เทคนิคการถ่ายภาพจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (scanning electron microscope, SEM) และศึกษาธาตุองค์ประกอบในสารประกอบ HAp ด้วยเทคนิคการวิเคราะห์รังสีเอ็กซ์แบบกระจายพลังงาน (energy dispersive X-ray spectroscopy, EDX) ผลการศึกษาพบว่า การปรับสภาพฟิล์มบาง ZrO2 ทำให้สารประกอบ HAp เกิดขึ้นได้หนาแน่นกว่าและมีสัดส่วนของ Ca/P สูงกว่ากรณีไม่ปรับสภาพ นอกจากนั้น การปรับสภาพโดยใช้วิธีอัลคาไลน์ทรีทเมนต์ร่วมกับโอโซนทรีทเมนต์ทำให้สารประกอบ HAp ที่เกิดขึ้นสามารถยึดติดผิวได้ดีกว่าการไม่ปรับสภาพใดๆ
Article Details
ต้นฉบับที่ได้รับการตีพิมพ์ถือเป็นสิทธิของเจ้าของต้นฉบับและของวารสารวิชาการ มทร.สุวรรณภูมิ เนื้อหาบทความในวารสารเป็นแนวคิดของผู้แต่ง มิใช่เป็นความคิดเห็นของคณะกรรมการการจัดทำวารสาร และมิใช่ความรับผิดชอบของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลสุวรรณภูมิ
References
Baszkiewicz, J., Krupa, D., Mizera, J., Sobczak, J. W., & Bilinski, A. (2005). Corrosion resistance of the surface layers formed on titanium by plasma electrolytic oxidation and hydrothermal treatment. Vacuum, 78(2-4), 143-147.
Cao, Y., Weng, J., Chen, J., Feng, J., Yang, Z., & Zhang, X. (1996). Water vapour-treated hydroxyapatite coatings after plasma spraying and their characteristics. Biomaterials, 17(4), 419-424.
Cataoru, M., Bollino, F., Tranquillo, E., Tuffi, R., Dell’Era, A., & Vecchio Ciprioti, S. (2019). Morphological and thermal characterization of zirconia/hydroxyapatite composites prepared via sol-gel for biomedical applications. Ceramics International, 45, 2835-2845.
Hanawa, T. (2004). Metal ion release from metal implants. Materials Science and Engineering: C, 24(6-8), 745-752.
Kizuki, T., Takadama, H., Matsushita, T., Nakamura, T., & Kokubo, T. (2010). Preparation of bioactive Timetal surface enriched with calcium ions by chemical treatment. Acta Biomaterialia, 6(7), 2836-2842.
Kokubo, T. (1998). Apatite formation on surfaces of ceramics, metals, and polymers in body environment. Acta Materialia, 46(7), 2519-2527.
Kokubo, T., & Takadama, H. (2006). How useful is SBF in predicting in vivo bone bioactivity. Biomaterials, 27(15), 2907-2915.
Komlev, V. S., & Barinov, S. M. (2006). Novel bioactive hydroxyapatite-base ceramic and gelatin-impregnated composites. In B. M. Caruta (Ed.), Ceramics and Composite materials: New Research (pp.133-146). New York: Nova science.
Linderbäck, P., Harmankaya, N., Askendal, A., Areva, S., Lausmaa, J., & Tengvall, P. (2010). The effect of heat- or ultra violet ozone-treatment of titanium on complement deposition from human blood plasma. Biomaterials, 31(18), 4795-4801.
Lluch, A. V., Ferrer, G. G., & Pradas, M. M. (2009). Surface modification of P(EMA-co-HEA)/SiO2 nanohybrids for faster hydroxyapatite deposition in simulated body fluid. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 70(2), 218-225.
Lung, C. Y. K., Kukk, E., Hägerth, T., & Matinlinna, J. P. (2010). Surface modification of silica-coated zirconia by chemical treatments. Applied Surface Science, 257(4), 1228-1235.
Mazaheri, M., Haghighatzadeh, M., Zahedi, A. M., & Sadrnezhaad, S. K. (2009). Effect of a novel sintering process on mechanical properties of hydroxyapatite ceramics. Journal of Alloys and Compounds, 471(1-2), 180-184.
Misaelides, P., Hatzidimitriou, A., Noli, F., Pogrebnjak, A. D., Tyurin, Y. N., & Kosionidis, S. (2004). Preparation, characterization, and corrosion behavior of protective coatings on stainless steel samples deposited by plasma detonation techniques. Surface and Coatings Technology, 180-181, 290-296.
Nagarajan, S., & Rajendran, N. (2009). Sol-gel derived porous zirconium dioxide coated on 316L SS for orthopedic applications. Journal of Sol-Gel Science and Technology, 52, 188-196.
Poolchak, P., Kaewwiset, W., Naemchanthara, P., Hoonnivathana, E., Limsuwan, P., & Naemchanthara, K. (2015). Effect of manganese addition on structure and properties of hydroxyapatite synthesized from eggshells. RMUTSB Academic Journal, 3(2), 182-190.
Song, H.-J., Kim, J.-W., Kook, M.-S., Moon, W.-J., & Park, Y.-J. (2010). Fabrication of hydroxyapatite and TiO2 nanorods on microarc-oxidized titanium surface using hydrothermal treatment. Applied Surface Science, 256(13), 7056-7061.
Sprio, S., Tampieri, A., Celotti, G., & Landi, E. (2009). Development of hydroxyapatite/calcium silicate composites addressed to the design of load-bearing bone scaffolds. Journal of The Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 2(2), 147-155.
Sunarso, Toita, R., Tsuru, K., & Ishikawa, K. (2016). Immobilization of calcium and phosphate ions improves the osteoconductivity of titanium implants. Materials Science and Engineering: C, 68, 291-298.
Uchida, M., Kim, H.-M., Miyaji, F., Kokubo, T., & Nakamura, T. (2002). Apatite formation on zirconium metal treated with aqueous NaOH. Biomaterials, 23(1), 313-317.
Wang, J., Chao, Y., Wan, Q., Zhu, Z., & Yu, H. (2009). Fluoridated hydroxyapatite coatings on titanium obtained by electrochemical deposition. Acta Biomaterialia, 5(5), 1798-1807.
Witit-anun, N., & Chaiyakun, S. (2014). Structural and optical properties of ZrO2 thin films deposited by reactive DC unbalanced magnetron sputtering. Advanced Materials Research, 979, 374-377.