بهبود انرژی آزاد سطح و خاصیت آب دوستی از طریق اصلاح سطح ایمپلنت تیتانیوم ریز ساختار

Enhancing surface free energy and hydrophilicity through chemical modification of microstructured titanium implant surfaces

چکیده

خاصیت آبگریزی ناشی از زبری (که از سطوح طبیعی گیاهان شناخته شده و به شدت در جهت سطوح سوپر آب دوست بررسی شده است) در حال حاضر بر روی سطوح ایمپلنت ریز ساختار شناخته شده است. مطالعات نشان می‌دهد که ریزساختار با ماسه شویی و اچ اسیدی (SLA) باعث افزایش ویژگی های استئوژنیک تیتانیوم می شود. با این حال، خاصیت آب گریزی اولیه نامطلوب، احتمالا اثرات متقابل اولیه با بیوسیستم آبی را کاهش می دهد. برای بهبود ترشوندگی اولیه و حفظ ریز ساختار SLA، یک اصلاح سطح جدید آزمایش شد. این اصلاح به دلیل شرایط آماده سازی آن پس از اچ اسیدی با SLA متفاوت است که به جای ذخیره سازی خشک تحت شرایط گاز محافظت کننده ذخیره می شود.

ما فرض کردیم که به علت جلوگیری از آلودگی هایی که در تماس با هوا رخ می دهد، این اصلاح باید باعث افزایش قابلیت تر شدن شود. نتیجه اصلی اندازه گیری های ترشوندگی دینامیک این بود که روش اصلاح جدید افزایش انرژی آزاد سطح (SFE) و افزایش خاصیت آب دوستی را با زاویه تماس اولیه آب ۰ درجه در مقایسه با زاویه ۱۳۹.۹ درجه برای SLA نشان می‌دهد. این آب دوستی حتی پس از خشک شدن نیز حفظ شد. ما دریافتیم که کاهش آلودگی های هیدروکربنی نقشی احتمالی در ترمودینامیک سطح تغییر یافته دارد. این سطوح به حفظ خاصیت آب دوستی و انرژی آزاد سطح بالای دی اکسید Ti تا زمان وارد شدن ایمپلنت های جراحی کمک می کنند و در این مطالعه آزمایشگاهی ، اصلاح سطح ایمپلنت تیتانیوم و انواع سطوح ساختاری آن برای مقایسه زبری و تر شوندگی ناشی از عملیات شیمیایی مقایسه می‌شوند.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

Roughness-induced hydrophobicity, well-known from natural plant surfaces and intensively studied toward superhydrophobic surfaces, has currently been identified on microstructured titanium implant surfaces. Studies indicate that microstructuring by sandblasting and acid etching (SLA) enhances the osteogenic properties of titanium. The undesired initial hydrophobicity, however, presumably decelerates primary interactions with the aqueous biosystem. To improve the initial wettability and to retain SLA microstructure, a novel surface modification was tested. This modification differs from SLA by its preparation after acid etching, which was done under protective gas conditions following liquid instead of dry storage.

We hypothesized that this modification should have increased wettability due to the prevention of contaminations that occurs during air contact. The main outcome of dynamic wettability measurements was that the novel modification shows increased surface free energy (SFE) and increased hydrophilicity with initial water contact angles of 0° compared to 139.9° for SLA. This hydrophilization was kept even after any drying. Reduced hydrocarbon contaminations were identified to play a possible role in altered surface thermodynamics. Such surfaces aim to retain the hydrophilicity and natural high surface energy of the Ti dioxide surface until surgical implants’ insertion and are compared in this in vitro study with structural surface variants of titanium to compare roughness and chemically induced wettability.