Titanyum malzemelerin anodizasyon yöntemiyle titanyum oksit kaplanması ve karakterizasyonu

Titanyum yüzeyler, muhtemel tıp ve mühendislik uygulamalarında kullanılmak üzere nano tanecikli, nano pürüzlü ve nanotüplü yüzeyler olarak anodizasyon parametreleri değiştirilerek modifiye edilmiştir. Morfolojik yapıları incelemek için geleneksel mikroskobik yöntemler, taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı X ışını spektroskopisi (EDX) ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM) kullanılmıştır. Oksit yüzeylerin mekanik özellikleri hakkında bilgi edinmek için nano-indentasyon ve nano tribolojik metotlar uygulanmıştır. Anodizasyon çözeltisinin kimyasal kompozisyonuna bağlı olarak ya pürüzlü yüzeyler, nano tanecikler ya da nanotüpler elde edilmiştir. Pürüzlü yüzeylerde, pürüzlülük anodizasyon voltajının ve süresinin artmasıyla birlikte artmaktadır. Pürüzlü yüzeyleri elde etmenin yanı sıra, kimyasal ve kristallografik farklılıklar bakımından homojen olmayan morfolojik yapılar da elde edilmiştir. Nanoindentasyon sonuçlarına gore nanopürüzlü yüzeylerin kaplama kalınlığı yaklaşık olarak 50-100 nm arasında değişmektedir. Bu testler, kaplama kalınlığının değiştiğini gösterdiği gibi sertlik değerlerinin de değiştiğini göstermektedir. Kaplanmış numuneler arasında nanotüp kaplı yüzey kırılgan yapısından dolayı en düşük sertliğe sahiptir. Numuneler üzerinde yapılan temas açısı ölçüm sonuçlarına göre, titanyum malzemeler kaplamadan sonra daha hidrofilik hale gelmiştir. Biyomalzeme kaynaklı enfeksiyona yol açan S. aureus bakteri çeşidi kaplanmış numunelerin antibakteriyel özelliklerini test etmek için numuneler üzerine ekilmiştir. Bakterileri, yüzeyde biyofilm oluşturmak üzere bir süre bıraktıktan sonra, yüzeydeki bakteriler SEM yardımıyla görüntülenmiştir. Nanotüp yüzeyler, porozlu ve /veya yüzey yapısından dolayı en çok bakteri tutan yüzey olarak gözlemlenmiştir. Bu çalışma sonucunda, anodizasyon parametrelerini, değiştirerek farklı yüzey morfolojisine ve kristallografisine sahip yüzeyler elde edilmiş ve bu değişiklere bağlı olarak bu yüzeylerin farklı mekanik ve antibakteriyel özelliklere sahip olduğu gözlemlenmiştir.