Physical, chemical and biological properties of micro-arc deposited calcium phosphate coatings on titanium and zirconium-niobium alloy

摘要

Eine vergleichende Untersuchung der physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften von Mikro-Lichtbogen-abgeschiedenen Calciumphosphatbeschichtungen auf Titan und einer Zirkonium-Niob-Legierung wurde durchgeführt. Die Beschichtungen auf Titan wiesen eine höhere Dichte, Porosität und größere Poren und eine homogenere Oberflächentopographie auf. Die unter den gleichen Bedingungen abgeschiedenen Beschichtungen auf Zirkonium-Niob hatten eine Relieftopographie mit geringerer Dichte, Porosität und Porengröße. Röntgenbeugung zeigte, dass die Beschichtungen auf Titan röntgenamorph waren, während die Beschichtungen auf Zirkonium-Niob aus einer Mischung der kristallinen Phasen CaZr_4(PO_4)6, ZrP_2O_7 und ZrO_2 bestanden. Diese Unterschiede können auf die unterschiedlichen elektrischen und thermophysikalischen Eigenschaften der Substrate und der Passivschichten auf ihrer Oberfläche zurückgeführt werden. Die Beschichtungen waren im -u/tro-Zellkulturexperiment biokompatibel.%A comparative investigation of the physical, chemical and biological properties of micro-arc deposited calcium phosphate coatings on titanium and zirconium-niobium substrates was performed. Calcium phosphate coatings on titanium have a higher surface density, porosity and pore size, and a more homogeneous surface topography. Under the same conditions, calcium phosphate coatings on zirconium-niobium have a relief topography, but their surface density, porosity and pore size were all smaller. X-ray diffraction of the coatings showed that the coatings on titanium were X-ray amorphous whereas the coatings on zirconium-niobium consisted of a mixture of crystalline CaZr_4(PO_4)_6, ZrP_2O_7, and ZrO_2. These differences are due to different electrical and thermophysical characteristics of substrates and passivating films on their surfaces. The coatings were shown to be biocompatible by in-uitro cell culture experiments.