최근 치과용 임플란트인 티타늄에 생체 활성 물질인 수산화 아파 타이트를 코팅하는 연구가 한창이다. 하지만 임플란트의 가장 큰 취약점은 오랜 기간이 지나면 티타늄과 수산화 아파 타이트 박막과의 접착력이 약해진다는 것이다. 이러한 문제를 해결하고자 티타늄과 수산화 아파 타이트 사이의 접착력 향상을 위한 버퍼 층으로 ...
최근 치과용 임플란트인 티타늄에 생체 활성 물질인 수산화 아파 타이트를 코팅하는 연구가 한창이다. 하지만 임플란트의 가장 큰 취약점은 오랜 기간이 지나면 티타늄과 수산화 아파 타이트 박막과의 접착력이 약해진다는 것이다. 이러한 문제를 해결하고자 티타늄과 수산화 아파 타이트 사이의 접착력 향상을 위한 버퍼 층으로 이트리아 안정화 지르코니아를 선정하였다. 이트리아를 8 mol% 첨가한 지르코니아는 기계적 강도 및 경도가 우수하고, 내열성이 뛰어나며 체내에서 무 독성으로 안정한 물질이다. 본 연구에서는 8 mol% yttria stabilized zirconia powder를 1500 ℃에서 소결하여 타겟을 제조한 뒤 KrF excimer laser(248 nm)를 이용하여 고밀도의 YSZ 박막을 펄스 레이저 증착법으로 SiO₂, Al₂O_(3), 티타늄 합금(Ti-6Al-4V) 기판 위에 증착하고 형성된 박막의 특성을 연구하였다. YSZ 박막 증착 공정 조건은 기판 온도 600 ℃, 레이저 세기 2 J/㎠으로 고정하고, 산소 압력을 5, 10, 50, 100 mTorr로 바꿔가며 분위기 기체에 따른 박막의 특성을 SEM, XRD, XPS 분석 방법으로 분석하였다. 펄스 레이저 증착 시 공정 변수의 변화에 따른 박막의 특성 중 분위기 기체에 따른 영향을 보았다. 연구결과를 크게 두 가지로 나눌 수 있는데, 첫 번째는 고밀도의 YSZ 박막 증착이고, 두 번째는 치과용 임플란트 재료로 쓰이고 있는 티타늄 합금과 수산화아파타이트 사이에 버퍼층으로 사용하여 접착력 특성을 향상시키고자 하였다. YSZ 박막 증착 시 산소 압력 5 mTorr에서 증착한 박막의 증착속도가 0.035 nm/pulse, 박막의 밀도는 이론 밀도의 약 93%로 가장 높았다. 산소 압력 별로 증착된 YSZ 박막을 XPS 분석하여 조성 성분 비교 결과 타겟과 흡사하였다. 챔버 내 분위기 기체가 박막의 증착속도, 밀도, 표면형상, 결정구조의 영향을 끼침을 알 수 있었다. 접착력 향상을 위해 YSZ 박막을 버퍼층으로 사용하여 티타늄 기판과 수산화아파타이트의 접착력을 높이려는 연구를 하였다. YSZ 박막을 0.1 µm 두께로 산소 압력 별로 증착 후 인장 테스트를 하였다. 산소 압력이 높아짐에 따라 버퍼층이 없는 경우(6.8 MPa)보다 각 산소 압력 별로 YSZ 버퍼층이 있는 경우(18.0 MPa) 최대 2.6배 향상된 결과를 나타내었다. YSZ 박막 증착 시 산소 압력이 높아짐에 따라 박막의 밀도가 낮아지기 때문이라고 판단된다. 접착력을 향상 시키고 티타늄 기판의 산화를 방지하기 위해 YSZ 박막을 Ar 분위기에서 증착하고 산소 분위기로 바꿔 증착한 2단계 버퍼층과, Ar 분위기에서만 증착한 YSZ 박막의 접착력을 비교한 결과 산소 분위기에서만 증착한 결과보다 더 나은 접착력을 보였다.
최근 치과용 임플란트인 티타늄에 생체 활성 물질인 수산화 아파 타이트를 코팅하는 연구가 한창이다. 하지만 임플란트의 가장 큰 취약점은 오랜 기간이 지나면 티타늄과 수산화 아파 타이트 박막과의 접착력이 약해진다는 것이다. 이러한 문제를 해결하고자 티타늄과 수산화 아파 타이트 사이의 접착력 향상을 위한 버퍼 층으로 이트리아 안정화 지르코니아를 선정하였다. 이트리아를 8 mol% 첨가한 지르코니아는 기계적 강도 및 경도가 우수하고, 내열성이 뛰어나며 체내에서 무 독성으로 안정한 물질이다. 본 연구에서는 8 mol% yttria stabilized zirconia powder를 1500 ℃에서 소결하여 타겟을 제조한 뒤 KrF excimer laser(248 nm)를 이용하여 고밀도의 YSZ 박막을 펄스 레이저 증착법으로 SiO₂, Al₂O_(3), 티타늄 합금(Ti-6Al-4V) 기판 위에 증착하고 형성된 박막의 특성을 연구하였다. YSZ 박막 증착 공정 조건은 기판 온도 600 ℃, 레이저 세기 2 J/㎠으로 고정하고, 산소 압력을 5, 10, 50, 100 mTorr로 바꿔가며 분위기 기체에 따른 박막의 특성을 SEM, XRD, XPS 분석 방법으로 분석하였다. 펄스 레이저 증착 시 공정 변수의 변화에 따른 박막의 특성 중 분위기 기체에 따른 영향을 보았다. 연구결과를 크게 두 가지로 나눌 수 있는데, 첫 번째는 고밀도의 YSZ 박막 증착이고, 두 번째는 치과용 임플란트 재료로 쓰이고 있는 티타늄 합금과 수산화아파타이트 사이에 버퍼층으로 사용하여 접착력 특성을 향상시키고자 하였다. YSZ 박막 증착 시 산소 압력 5 mTorr에서 증착한 박막의 증착속도가 0.035 nm/pulse, 박막의 밀도는 이론 밀도의 약 93%로 가장 높았다. 산소 압력 별로 증착된 YSZ 박막을 XPS 분석하여 조성 성분 비교 결과 타겟과 흡사하였다. 챔버 내 분위기 기체가 박막의 증착속도, 밀도, 표면형상, 결정구조의 영향을 끼침을 알 수 있었다. 접착력 향상을 위해 YSZ 박막을 버퍼층으로 사용하여 티타늄 기판과 수산화아파타이트의 접착력을 높이려는 연구를 하였다. YSZ 박막을 0.1 µm 두께로 산소 압력 별로 증착 후 인장 테스트를 하였다. 산소 압력이 높아짐에 따라 버퍼층이 없는 경우(6.8 MPa)보다 각 산소 압력 별로 YSZ 버퍼층이 있는 경우(18.0 MPa) 최대 2.6배 향상된 결과를 나타내었다. YSZ 박막 증착 시 산소 압력이 높아짐에 따라 박막의 밀도가 낮아지기 때문이라고 판단된다. 접착력을 향상 시키고 티타늄 기판의 산화를 방지하기 위해 YSZ 박막을 Ar 분위기에서 증착하고 산소 분위기로 바꿔 증착한 2단계 버퍼층과, Ar 분위기에서만 증착한 YSZ 박막의 접착력을 비교한 결과 산소 분위기에서만 증착한 결과보다 더 나은 접착력을 보였다.
Recently hydroxyapatite film is studied as a bioactive coating on titanium dental implant. However, poor coating-substrate adhesion was one of the most critical issues affecting the long-term stability of the implants. In order to resolve this issue, 8 mol% yittria-stabilized zirconia (YSZ) has been...
Recently hydroxyapatite film is studied as a bioactive coating on titanium dental implant. However, poor coating-substrate adhesion was one of the most critical issues affecting the long-term stability of the implants. In order to resolve this issue, 8 mol% yittria-stabilized zirconia (YSZ) has been studied as the buffer layer improving the adhesion of hydroxyapatite coating layer to titanium substrate. YSZ was chosen due to its excellent mechanical strength, thermal stability, and nontoxicity. YSZ target was sintered at 1500 ℃ for 2 h, and YSZ films were prepared by using pulsed laser deposition (PLD) method using a KrF excimer laser (248 nm) on SiO₂/Si wafer, Al₂O_(3), titanium alloy (Ti-6Al-4V) substrates. The influence of the ambient gas pressure on the YSZ characteristics of the deposited film were investigated, and then YSZ film was studied as the buffer layer between hydroxyapatite (HA) and Ti-6Al-4V. High-density PLD YSZ films were deposited at 600 ℃ in a O₂ ambient gas on a SiO₂/Si substrate under an O₂ pressure of 5 mTorr with a laser fluence of 2 J/㎠. The deposition rate was 0.035 nm/pulse, and the density of the YSZ film was 93% of the theoretical density. As the O₂ pressure increased, the deposition rate and the density of the deposited film were decreased, and surface morphology became rougher. The adhesion strength of the hydroxyapatite film was improved by inserting an YSZ buffer layer. The samples with YSZ films deposited in Ar or Ar prior to O₂ showed better adhesion force than that with YSZ film deposited in O₂, because the deposition in Ar suppressed the surface oxidation of titanium substrate. For the YSZ films prepared by 2-step deposition in Ar and O₂, the adhesion strength decreased with increasing O₂ pressure due to the decreased film density. The sample with the optimum YSZ buffer layer showed an adhesion strength of 18.0 MPa, which is 2.6 times better than that of the sample without YSZ buffer layer (6.8 MPa).
Recently hydroxyapatite film is studied as a bioactive coating on titanium dental implant. However, poor coating-substrate adhesion was one of the most critical issues affecting the long-term stability of the implants. In order to resolve this issue, 8 mol% yittria-stabilized zirconia (YSZ) has been studied as the buffer layer improving the adhesion of hydroxyapatite coating layer to titanium substrate. YSZ was chosen due to its excellent mechanical strength, thermal stability, and nontoxicity. YSZ target was sintered at 1500 ℃ for 2 h, and YSZ films were prepared by using pulsed laser deposition (PLD) method using a KrF excimer laser (248 nm) on SiO₂/Si wafer, Al₂O_(3), titanium alloy (Ti-6Al-4V) substrates. The influence of the ambient gas pressure on the YSZ characteristics of the deposited film were investigated, and then YSZ film was studied as the buffer layer between hydroxyapatite (HA) and Ti-6Al-4V. High-density PLD YSZ films were deposited at 600 ℃ in a O₂ ambient gas on a SiO₂/Si substrate under an O₂ pressure of 5 mTorr with a laser fluence of 2 J/㎠. The deposition rate was 0.035 nm/pulse, and the density of the YSZ film was 93% of the theoretical density. As the O₂ pressure increased, the deposition rate and the density of the deposited film were decreased, and surface morphology became rougher. The adhesion strength of the hydroxyapatite film was improved by inserting an YSZ buffer layer. The samples with YSZ films deposited in Ar or Ar prior to O₂ showed better adhesion force than that with YSZ film deposited in O₂, because the deposition in Ar suppressed the surface oxidation of titanium substrate. For the YSZ films prepared by 2-step deposition in Ar and O₂, the adhesion strength decreased with increasing O₂ pressure due to the decreased film density. The sample with the optimum YSZ buffer layer showed an adhesion strength of 18.0 MPa, which is 2.6 times better than that of the sample without YSZ buffer layer (6.8 MPa).
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.