Download PDFDownload PDF (TR)  Previous article in issue       
Vol 47, No 6 (2013) Pages :417-422

In vivo investigation of calcium phosphate coatings on Ti6Al4V alloy substrates using lactic acid sodium lactate buffered synthetic body fluid

Hasan Havitcioglu, Berivan Cecen, Ahmet Pasinli, Mithat Yuksel, Ibrahim Aydin, Hasan Yildiz

Abstract
Objective: The aim of this study was to evaluate the mode of failure and biomechanical characteristics of Ti-6Al-4V anchors biomimetically coated with calcium phosphate (CaP) for soft tissue fixation to bone in an animal model. \r\nMethods: The current study included 14 adult New Zealand white rabbits equally divided into two groups. Calcium phosphate-coated Ti-6Al-4V anchors were used in the test group and non-coated Ti-6Al-4V anchors in the control group. A new approach was applied to synthesize the CaP coatings via the biomimetic growth in the Lac-SBF containing Ca2+ and PO43- ions, Na-lactate and lactic acid (HL). Titanium anchors were implanted into the right tibia, followed by biomechanical tensile strength tests. Histological studies were carried out after removal of anchors (bone-implant surface).\r\nResults: The CaP-coated Ti-6Al-4V anchors had significantly higher tensile strength (p=0.003) and displacement values (p=0.004) than the non-coated anchors. Control group scores were higher than those of the test group (14 and 9, respectively) in tensile strength tests. \r\nConclusion: The new CaP coating can be used in orthopedic surgery as catalyzer to improve bone ingrowth. We believe that our research will form a model for further research on biomimetic coatings on Ti-6Al-4V substrates.
Özet
Amaç: Bu çalışmanın amacı, yumuşak dokunun kemiğe tespitinde kullanılan biyomimetik olarak kalsiyum fosfat (CaP) kaplı Ti-6Al-4V ankorlarının dayanıklılıklarını ve biyomekanik özelliklerini bir hayvan modeli üzerinde değerlendirmekti. \r\nÇalışma planı: Çalışmaya alınan 14 adet erişkin Yeni Zelanda beyaz tavşanı eşit olarak iki gruba ayrıldı. Test grubunda CaP kaplı Ti-6Al-4V ankorlar test edilirken, Ti-6Al-4V implantlar kontrol grubu olarak değerlendirildi. Kalsiyum fosfat kaplamalarını, Ca2+ ve PO43- iyonları, sodyum laktat ve laktik asit (HL) ihtiva eden Lac-SBF içerisinde biyomimetik gelişim yoluyla sentezlemek için yeni bir yaklaşım uygulandı. Titanyum ankorlar, biyomekanik çekme testlerinin öncesinde, sağ kaval kemiğine yerleştirildi. Ankorların (kemik-implant yüzeyi) çıkarılmasından sonra histolojik araştırmalar gerçekleştirildi.\r\nBulgular: Kalsiyum fosfat kaplı Ti-6Al-4V ankorların çekme mukavemeti (p=0.003) ve uzanım değerleri (p=0.004) Ti-6Al-4V ankorlara göre anlamlı derecede daha yüksekti. Çekme testlerinde kontrol grubunun skorlarının test grubuna göre daha yüksek olduğu görüldü (sırasıyla, 14 ve 9). \r\nÇıkarımlar: Yeni CaP kaplama, ortopedik cerrahide kemiğin vücut içinde büyümesini geliştirecek bir katalizör olarak kullanılabilir. Çalışmamızın, Ti-6Al-4V yüzeylerdeki biyomimetik kaplamalar ile ilgili gelecekte yapılacak araştırmalar için bir model oluşturacağına inanıyoruz.