Co-28Cr-6Mo alaşımı üzerine magnetron sıçratma yöntemiyle kaplanan nitrür seramik filmlerin fizyolojik sıvılarda tribolojik ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
[ X ]
Tarih
2025
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Hitit Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Although the Co-28Cr-6Mo alloy is widely used in hip prostheses owing to its mechanical strength and biocompatibility, the potential toxicity of Co and Cr necessitates surface modification. In this study, the structural, mechanical, tribological, electrochemical and in-vitro cytotoxic behaviours of ZrN, TiN and TiCN ceramic films deposited on Co-28Cr-6Mo alloy by magnetron sputtering were investigated. The coatings exhibited an average thickness of approximately 1 µm, significantly increased the substrate hardness (TiCN = 1562 HV) and improved surface hydrophilicity. Tribological tests performed under dry conditions, phosphate-buffered saline (PBS) and bovine calf serum (BCS) revealed that TiN and TiCN markedly reduced both the coefficients of friction and wear rates. Notably, the TiCN coating delivered the lowest average coefficient of friction (PBS = 0.15; BCS = 0.11) and wear rate (PBS: 0.037 × 10⁻⁵ mm³/N·m; BCS: 0.019 × 10⁻⁵ mm³/N·m). Electrochemical measurements demonstrated superior passivation behaviour for TiCN compared with the other coatings. Regarding cell viability, all coatings outperformed the uncoated substrate. Consequently, the TiCN film showed the most balanced and promising performance in terms of tribological, electrochemical and biocompatibility properties. These findings indicate that TiCN possesses substantial potential for joint-prosthesis applications; however, further in-vitro and in-vivo studies are required to confirm its clinical suitability.
Co-28Cr-6Mo alaşımı, kalça protezlerinde mekanik ve biyouyumluluk özellikleriyle yaygın kullanılsa da Co ve Cr'nin potansiyel toksisitesi yüzey modifikasyonunu gerektirir. Bu çalışmada, Co–28Cr–6Mo alaşımı üzerine magnetron sıçratma yöntemiyle büyütülen ZrN, TiN ve TiCN seramik filmlerin yapısal, mekanik, tribolojik, elektrokimyasal ve in-vitro sitotoksisite davranışları incelenmiştir. Büyütülen filmlerin yaklaşık ortalama kalınlığı 1 µm olduğu, taban malzemenin sertliğini önemli ölçüde artırdığı (TiCN=1562 HV) ve yüzeyin hidrofilikliğini artırdığı tespit edilmiştir. Kuru, fosfat tamponlu salin (PBS) ve sığır serumu (BCS) ortamlarındaki triboloji testlerinde, TiN ve TiCN filmlerin sürtünme katsayılarını ve aşınma oranlarını önemli ölçüde azalttığı belirlenmiştir. Özellikle TiCN'nin en düşük ortalama sürtünme katsayısı (PBS=0,15; BCS=0,11) ve aşınma oranı (PBS: 0,037 × 10-5 mm3/N.m; BCS: 0,019 × 10-5 mm3/N.m) sergilediği görülmüştür. Elektrokimyasal testlerde TiCN filmi diğerlerine kıyasla daha iyi pasivasyon göstermiştir. Hücre canlılığı açısından, tüm kaplamalar taban malzemeden daha yüksek performans sergilemiştir. Sonuç olarak, TiCN filminin tribolojik, elektrokimyasal ve biyouyumluluk açısından en dengeli ve umut vadeden performansı sergilediği tespit edilmiştir. Bu durum, TiCN'nin eklem protezleri için önemli bir potansiyele sahip olduğunu göstermekle birlikte, klinik kullanıma uygunluğunun kesinleşmesi için daha ileri in-vitro ve in-vivo araştırmalara ihtiyaç duyulmaktadır.
Co-28Cr-6Mo alaşımı, kalça protezlerinde mekanik ve biyouyumluluk özellikleriyle yaygın kullanılsa da Co ve Cr'nin potansiyel toksisitesi yüzey modifikasyonunu gerektirir. Bu çalışmada, Co–28Cr–6Mo alaşımı üzerine magnetron sıçratma yöntemiyle büyütülen ZrN, TiN ve TiCN seramik filmlerin yapısal, mekanik, tribolojik, elektrokimyasal ve in-vitro sitotoksisite davranışları incelenmiştir. Büyütülen filmlerin yaklaşık ortalama kalınlığı 1 µm olduğu, taban malzemenin sertliğini önemli ölçüde artırdığı (TiCN=1562 HV) ve yüzeyin hidrofilikliğini artırdığı tespit edilmiştir. Kuru, fosfat tamponlu salin (PBS) ve sığır serumu (BCS) ortamlarındaki triboloji testlerinde, TiN ve TiCN filmlerin sürtünme katsayılarını ve aşınma oranlarını önemli ölçüde azalttığı belirlenmiştir. Özellikle TiCN'nin en düşük ortalama sürtünme katsayısı (PBS=0,15; BCS=0,11) ve aşınma oranı (PBS: 0,037 × 10-5 mm3/N.m; BCS: 0,019 × 10-5 mm3/N.m) sergilediği görülmüştür. Elektrokimyasal testlerde TiCN filmi diğerlerine kıyasla daha iyi pasivasyon göstermiştir. Hücre canlılığı açısından, tüm kaplamalar taban malzemeden daha yüksek performans sergilemiştir. Sonuç olarak, TiCN filminin tribolojik, elektrokimyasal ve biyouyumluluk açısından en dengeli ve umut vadeden performansı sergilediği tespit edilmiştir. Bu durum, TiCN'nin eklem protezleri için önemli bir potansiyele sahip olduğunu göstermekle birlikte, klinik kullanıma uygunluğunun kesinleşmesi için daha ileri in-vitro ve in-vivo araştırmalara ihtiyaç duyulmaktadır.
