Comparative characterization of ARC-PVD ZrN and PEO hydroxyapatite coatings on pure Ti-6Al-4V substrates for biomedical applications
The nanocrystalline films of zirconium nitride have been synthesized using ion-plasma vacuum-arc deposition technique on pure Ti-6Al-4V, whereas the hydroxyapatite coatings were deposited by the method of plasmaelectrolytic oxidation in alkaline electrolytes (hydroxyapatite + 1 М potassium hydroxide...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Problems of Atomic Science and Technology |
|---|---|
| Datum: | 2023 |
| Hauptverfasser: | , , , , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | English |
| Veröffentlicht: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2023
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/196034 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Comparative characterization of ARC-PVD ZrN and PEO hydroxyapatite coatings on pure Ti-6Al-4V substrates for biomedical applications / I.E. Garkusha, C.A. McCulloch, K. Nowakowska-Langier, M. Wilczopolska, A.V. Taran, A.S. Kuprin, S.P. Romaniuk, Ya.O. Kravchenko, V.Ya. Podhurska, R.V. Proskurnyak // Problems of Atomic Science and Technology. — 2023. — № 1. — С. 79-82. — Бібліогр.: 9 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-196034 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Garkusha, I.E. McCulloch, C.A. Nowakowska-Langier, K. Wilczopolska, M. Taran, A.V. Kuprin, A.S. Romaniuk, S.P. Kravchenko, Ya.O. Podhurska, V.Ya. Proskurnyak, R.V. 2023-12-09T10:03:35Z 2023-12-09T10:03:35Z 2023 Comparative characterization of ARC-PVD ZrN and PEO hydroxyapatite coatings on pure Ti-6Al-4V substrates for biomedical applications / I.E. Garkusha, C.A. McCulloch, K. Nowakowska-Langier, M. Wilczopolska, A.V. Taran, A.S. Kuprin, S.P. Romaniuk, Ya.O. Kravchenko, V.Ya. Podhurska, R.V. Proskurnyak // Problems of Atomic Science and Technology. — 2023. — № 1. — С. 79-82. — Бібліогр.: 9 назв. — англ. 1562-6016 PACS: 52.77.-j; 81.20.-n DOI: https://doi.org/10.46813/2023-143-079 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/196034 The nanocrystalline films of zirconium nitride have been synthesized using ion-plasma vacuum-arc deposition technique on pure Ti-6Al-4V, whereas the hydroxyapatite coatings were deposited by the method of plasmaelectrolytic oxidation in alkaline electrolytes (hydroxyapatite + 1 М potassium hydroxide). Structure evaluation by X-ray diffraction analysis (XRD), scanning electron microscopy (SEM) with microanalysis (EDS) – were performed to study phase and chemical composition, surface morphology, microstructure of coatings. The formed HA PEO coatings with spheroidal structure contain the phases of CaTiO₃ calcium titanate, CaHPO₄ anhydrous dicalcium phosphate, and Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂ hydroxyapatite. It was revealed that ZrN single-phase coatings of cubic modification with finecrystalline grains of 20 nm in size were formed. This experimental study found that coating Ti-6Al-4V with ZrN and HA positively influences preosteoblast cell adhesion, which results in the almost complete coverage of the surface, along with a less number of cells grown on uncoated titanium surface. Нанокристалічні плівки нітриду цирконію було синтезовано методом іонно-плазмового вакуумно-дугового осадження на підкладки з Ti-6Al-4V, а покриття з гідроксиапатиту наносили методом плазмоелектролітичного оксидування в лужних електролітах (гідроксиапатит + 1 М гідроксид калію). Для вивчення фазового та хімічного складу, морфології поверхні, мікроструктури покриттів проводили структурні дослідження: рентгеноструктурний аналіз (РСА), скануючу електронну мікроскопію (СЕМ) з мікроаналізом (ЕДС). Сформовані покриття HA PEO зі сфероїдальною структурою містять фази титанату кальцію CaTiO₃, безводного дикальційфосфату CaHPO₄ та гідроксиапатиту Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂. Виявлено, що утворюються однофазні покриття ZrN кубічної модифікації з дрібнокристалічними зернами розміром 20 нм. Експериментальне дослідження показало, що покриття ZrN і HA на Ti-6Al-4V позитивно впливають на адгезію клітин преостеобластів, що призводить до майже повного покриття поверхні, порівнянно із меншою кількістю клітин, вирощених на титановій поверхні без покриття. en Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Problems of Atomic Science and Technology Low temperature plasma and plasma technologies Comparative characterization of ARC-PVD ZrN and PEO hydroxyapatite coatings on pure Ti-6Al-4V substrates for biomedical applications Порівняльна характеристика покриттів ARC-PVD ZrN та PEO гідроксиапатиту на Ti-6Al-4V для біомедичних застосувань Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Comparative characterization of ARC-PVD ZrN and PEO hydroxyapatite coatings on pure Ti-6Al-4V substrates for biomedical applications |
| spellingShingle |
Comparative characterization of ARC-PVD ZrN and PEO hydroxyapatite coatings on pure Ti-6Al-4V substrates for biomedical applications Garkusha, I.E. McCulloch, C.A. Nowakowska-Langier, K. Wilczopolska, M. Taran, A.V. Kuprin, A.S. Romaniuk, S.P. Kravchenko, Ya.O. Podhurska, V.Ya. Proskurnyak, R.V. Low temperature plasma and plasma technologies |
| title_short |
Comparative characterization of ARC-PVD ZrN and PEO hydroxyapatite coatings on pure Ti-6Al-4V substrates for biomedical applications |
| title_full |
Comparative characterization of ARC-PVD ZrN and PEO hydroxyapatite coatings on pure Ti-6Al-4V substrates for biomedical applications |
| title_fullStr |
Comparative characterization of ARC-PVD ZrN and PEO hydroxyapatite coatings on pure Ti-6Al-4V substrates for biomedical applications |
| title_full_unstemmed |
Comparative characterization of ARC-PVD ZrN and PEO hydroxyapatite coatings on pure Ti-6Al-4V substrates for biomedical applications |
| title_sort |
comparative characterization of arc-pvd zrn and peo hydroxyapatite coatings on pure ti-6al-4v substrates for biomedical applications |
| author |
Garkusha, I.E. McCulloch, C.A. Nowakowska-Langier, K. Wilczopolska, M. Taran, A.V. Kuprin, A.S. Romaniuk, S.P. Kravchenko, Ya.O. Podhurska, V.Ya. Proskurnyak, R.V. |
| author_facet |
Garkusha, I.E. McCulloch, C.A. Nowakowska-Langier, K. Wilczopolska, M. Taran, A.V. Kuprin, A.S. Romaniuk, S.P. Kravchenko, Ya.O. Podhurska, V.Ya. Proskurnyak, R.V. |
| topic |
Low temperature plasma and plasma technologies |
| topic_facet |
Low temperature plasma and plasma technologies |
| publishDate |
2023 |
| language |
English |
| container_title |
Problems of Atomic Science and Technology |
| publisher |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Порівняльна характеристика покриттів ARC-PVD ZrN та PEO гідроксиапатиту на Ti-6Al-4V для біомедичних застосувань |
| description |
The nanocrystalline films of zirconium nitride have been synthesized using ion-plasma vacuum-arc deposition technique on pure Ti-6Al-4V, whereas the hydroxyapatite coatings were deposited by the method of plasmaelectrolytic oxidation in alkaline electrolytes (hydroxyapatite + 1 М potassium hydroxide). Structure evaluation by X-ray diffraction analysis (XRD), scanning electron microscopy (SEM) with microanalysis (EDS) – were performed to study phase and chemical composition, surface morphology, microstructure of coatings. The formed HA PEO coatings with spheroidal structure contain the phases of CaTiO₃ calcium titanate, CaHPO₄ anhydrous dicalcium phosphate, and Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂ hydroxyapatite. It was revealed that ZrN single-phase coatings of cubic modification with finecrystalline grains of 20 nm in size were formed. This experimental study found that coating Ti-6Al-4V with ZrN and HA positively influences preosteoblast cell adhesion, which results in the almost complete coverage of the surface, along with a less number of cells grown on uncoated titanium surface.
Нанокристалічні плівки нітриду цирконію було синтезовано методом іонно-плазмового вакуумно-дугового осадження на підкладки з Ti-6Al-4V, а покриття з гідроксиапатиту наносили методом плазмоелектролітичного оксидування в лужних електролітах (гідроксиапатит + 1 М гідроксид калію). Для вивчення фазового та хімічного складу, морфології поверхні, мікроструктури покриттів проводили структурні дослідження: рентгеноструктурний аналіз (РСА), скануючу електронну мікроскопію (СЕМ) з мікроаналізом (ЕДС). Сформовані покриття HA PEO зі сфероїдальною структурою містять фази титанату кальцію CaTiO₃, безводного дикальційфосфату CaHPO₄ та гідроксиапатиту Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂. Виявлено, що утворюються однофазні покриття ZrN кубічної модифікації з дрібнокристалічними зернами розміром 20 нм. Експериментальне дослідження показало, що покриття ZrN і HA на Ti-6Al-4V позитивно впливають на адгезію клітин преостеобластів, що призводить до майже повного покриття поверхні, порівнянно із меншою кількістю клітин, вирощених на титановій поверхні без покриття.
|
| issn |
1562-6016 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/196034 |
| citation_txt |
Comparative characterization of ARC-PVD ZrN and PEO hydroxyapatite coatings on pure Ti-6Al-4V substrates for biomedical applications / I.E. Garkusha, C.A. McCulloch, K. Nowakowska-Langier, M. Wilczopolska, A.V. Taran, A.S. Kuprin, S.P. Romaniuk, Ya.O. Kravchenko, V.Ya. Podhurska, R.V. Proskurnyak // Problems of Atomic Science and Technology. — 2023. — № 1. — С. 79-82. — Бібліогр.: 9 назв. — англ. |
| work_keys_str_mv |
AT garkushaie comparativecharacterizationofarcpvdzrnandpeohydroxyapatitecoatingsonpureti6al4vsubstratesforbiomedicalapplications AT mccullochca comparativecharacterizationofarcpvdzrnandpeohydroxyapatitecoatingsonpureti6al4vsubstratesforbiomedicalapplications AT nowakowskalangierk comparativecharacterizationofarcpvdzrnandpeohydroxyapatitecoatingsonpureti6al4vsubstratesforbiomedicalapplications AT wilczopolskam comparativecharacterizationofarcpvdzrnandpeohydroxyapatitecoatingsonpureti6al4vsubstratesforbiomedicalapplications AT taranav comparativecharacterizationofarcpvdzrnandpeohydroxyapatitecoatingsonpureti6al4vsubstratesforbiomedicalapplications AT kuprinas comparativecharacterizationofarcpvdzrnandpeohydroxyapatitecoatingsonpureti6al4vsubstratesforbiomedicalapplications AT romaniuksp comparativecharacterizationofarcpvdzrnandpeohydroxyapatitecoatingsonpureti6al4vsubstratesforbiomedicalapplications AT kravchenkoyao comparativecharacterizationofarcpvdzrnandpeohydroxyapatitecoatingsonpureti6al4vsubstratesforbiomedicalapplications AT podhurskavya comparativecharacterizationofarcpvdzrnandpeohydroxyapatitecoatingsonpureti6al4vsubstratesforbiomedicalapplications AT proskurnyakrv comparativecharacterizationofarcpvdzrnandpeohydroxyapatitecoatingsonpureti6al4vsubstratesforbiomedicalapplications AT garkushaie porívnâlʹnaharakteristikapokrittívarcpvdzrntapeogídroksiapatitunati6al4vdlâbíomedičnihzastosuvanʹ AT mccullochca porívnâlʹnaharakteristikapokrittívarcpvdzrntapeogídroksiapatitunati6al4vdlâbíomedičnihzastosuvanʹ AT nowakowskalangierk porívnâlʹnaharakteristikapokrittívarcpvdzrntapeogídroksiapatitunati6al4vdlâbíomedičnihzastosuvanʹ AT wilczopolskam porívnâlʹnaharakteristikapokrittívarcpvdzrntapeogídroksiapatitunati6al4vdlâbíomedičnihzastosuvanʹ AT taranav porívnâlʹnaharakteristikapokrittívarcpvdzrntapeogídroksiapatitunati6al4vdlâbíomedičnihzastosuvanʹ AT kuprinas porívnâlʹnaharakteristikapokrittívarcpvdzrntapeogídroksiapatitunati6al4vdlâbíomedičnihzastosuvanʹ AT romaniuksp porívnâlʹnaharakteristikapokrittívarcpvdzrntapeogídroksiapatitunati6al4vdlâbíomedičnihzastosuvanʹ AT kravchenkoyao porívnâlʹnaharakteristikapokrittívarcpvdzrntapeogídroksiapatitunati6al4vdlâbíomedičnihzastosuvanʹ AT podhurskavya porívnâlʹnaharakteristikapokrittívarcpvdzrntapeogídroksiapatitunati6al4vdlâbíomedičnihzastosuvanʹ AT proskurnyakrv porívnâlʹnaharakteristikapokrittívarcpvdzrntapeogídroksiapatitunati6al4vdlâbíomedičnihzastosuvanʹ |
| first_indexed |
2025-12-07T16:37:15Z |
| last_indexed |
2025-12-07T16:37:15Z |
| _version_ |
1850868169187524608 |