تحسين غرسات التيتانيوم باستخدام طلاء الرش الالكتروستاتيكي الجاف

الباحث

عمر ناظم قاسم

المشرف

مهند نجاح الشروفي - هناء عرير القيسي

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة المواد / هندسة المواد

الشهادة

ماجستير

السنة

2024

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Titanium implants;Electrostatic spray coating;Biocompatibility;Coatings

أثبت التيتانيوم وسبائكه وملاءمتها للتطبيقات الطبية الحيوية نظرًا لسماتها المميزة، Lag في ذلك القدرات الميكانيكية المحسنة، والتوافق الحيوي الاستثنائي،: والمقاومة المتميزة للتآكل. ومع ذلكء يُظهر التيتانيوم مقدرة متضائلة على التكامل العظميء مما يستلزم تطبيق طبقات طلاء ذات قدرة عالية على التكامل العظمي. يهدف هذا البحث على تحسين التكامل العظمي والتوافق الحيوي ومقاومة التآكل بالإضافة إلى الحفاظ. على الخواص الميكانيكية الممتازة، باستخدام أحدث تقنيات الترسيب الحديثة المستخدمة للتطبيقات الطبية وهي تقنية ترسيب الرش الكهروستاتيكي الجاف. لتحقيق هدف البحثء تم تطبيق طبقة من الطلاء المعدل على التيتانيوم النقي تجاريا. تتكون طبقة الطلاء من بولي (ميثا ميثيل كريلايت) كمادة أساسية مع مواد سيراميكية من الزجاج النشط بيولوجيًا وأوكسيد المغنيسيوم كمادة تقوية. كانت نسبة الزجاج النشط حيوياً (10) , (7.5) , (5) , (2.5) نسبة وزنية , ونسبة اوكسيد المغنسيوم كانت (10) نسبة وزنية في المجموعة المركبة مجتمعة مع (90) ,( 92.5) ,( 95) ,(97.5) نسبة وزنية من طلاء مسحوق بولي (ميثا ميثيل كريلايت ) .ويتضمن تحضير مجموعة الطلاء الهجين بخلط نسب مختلفة (الزجاج النشط بايولوجيا) و (أوكسيد المغنيسيوم) ,مع 97990 نسبة وزنية من بولي(ميثا ميثيل كريلايت) باستخدام تقنية الترسيب بالرش الكهروستاتيكي ومقارنة الطلاءات بطبقة طلاء البولي (ميثا مثيل كريلايت) النقية . تم إجراء تحقيق شامل لتقييم تأثير نسب (الزجاج النشط بايولوجيا) و(اوكسيد المغنيسيوم) المضافة الى مادة الطلاء البوليمرية الأساسية (بولي ميثا ميثيل كريلايت) على الخواص السطحية للتيتانيوم. تم تحديد التشكيل السطحي للطبقات المطلية باستخدام المجهر الإلكتروني لمسح الانبعاث الميداني ومطيافية الأشعة السينية المشتتة للطاقة / مسح توزيع العناصرء حيود الأشعة السينية والأشعة الطيفية تحت الحمراء وتبين أن طبقة الطلاء متسقة وخالية من الشقوق. تم فحص السلوك البيولوجي للعينة المطلية، من خلال زاوية التلامس التي كشفت عن أنها تتمتع بخصائص ترطيب جيدة. بالإضافة إلى cll كان لطبقات الطلاء قدرة عالية على تكوين طبقة من الأباتايت في المختبر عند غمرها في محلول محاكي لجسم الإنسان لمدة 30 يوماء مما يدل على القدرة على التكامل العظمي. وتم قياس نسبة الأيونات المتحررة من السطح المطلي واثبت قدرة عالية على مقاومة التآكل. علاوة على ذلكء تم اختبار الخصائص الميكانيكية للعينات باستخدام صلادة فيكرز الدقيقة والتي بدورها أشارت إلى أن جزيئات السيراميك حسنت الطلاء البوليمري. تم تقييم أداء التصاق الطلاء باستخدام تحليل صلادة الخدشء مما GES; أن طلاء الالتصاق الأكثر فعالية تم تحقيقه باستخدام طلاء هجين يتكون من (الزجاج النشط بايولوجيا) و (أوكسيد المغنيسيوم).

Titanium as well as their alloys have demonstrated their suitability for biomedical applications owing to their distinct attributes, including enhanced mechanical capabilities, exceptional biocompatibility, and outstanding resistance to corrosion. Nevertheless, titanium exhibits a diminished capacity for osseo-integration that necessitating the application of coatings with a heightened osseo-integration capability. This research aims to improve osseo-integration and compatibility to increase corrosion resistance and maintain the mechanical properties that achieved by one of the modern coating methods electrostatic spray deposition method (ESD). To achieve the research goal, a layer of modified coating was applied to commercially pure titanium. The coating layer consists of poly (methyl methacrylate) as a matrix material with two different ceramic particles bioactive glass 45S5 prepared by using sol-gel method and magnesium oxide as a reinforcement material. The weight percentages of bioactive glass 45S5 (BG) were (2.5, 5, 7.5, & 10) (wt.%) and magnesium oxide (MgO) percentage was 10 wt.% in the composite group combined with (97.5, 95, 92.5 and 90) of poly methyl methacrylate PMMA powder coating. The preparation of the hybrid coating group involved the combination of the (BG with MgO) (5%BG and 5%MgO), (7.5%BG +2.5%MgO), and (2.5% BG + 7.5%MgO) with 90% of PMMA. ESD utilized to apply the hybrid coating on the Ti substrate then compared with samples coated with PMMA only. A comprehensive investigation was undertaken to assess the influence of BG and MgO proportions inside the PMMA matrix on the surface properties of titanium. Through (FE-SEM), (E D S) mapping, (X R D), and (F T I R) methods to evaluated the surface morphology of each of the coating layers was. The outcomes show that there were no fractures and the coating layer was essentially consistent. Also, the biological behavior of the coated samples were investigated via the contact angle revealing that they had a good wetting ability, Where the sample 10%BG has the lowest contact angle (18.6430). In addition, the coating layers had a high ability to form a layer of apatite crystals when immersed in a simulated body fluid (SBF) for 30 days, which indicates the ability to osseo- integrate. Moreover, the evaluation of released ions serves as a reliable measure and indicator of the corrosion resistance of the coating layer. Furthermore, mechanical characteristics were tested for the samples using Vicker microhardness which indicated that the ceramic particles improved the polymeric coating. The adhesion performance of the coating was assessed using scratch hardness test, revealing that the most effective adhesion coating was (5%BG+5%MgO) hybrid for scratch test and (7.5%BG+2.5%MgO+90%PMMA) for Vickers microhardness.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب