The effect of electron beam sterilization on the physical properties of the bioresorbable polymer coatings on the titanium 6‐aluminum 4‐vanadium substrate. Issue 5 (13th May 2020)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Kajzer, W.; Szewczenko, J.; Kajzer, A.; Basiaga, M.; Jaworska, J.; Jelonek, K.; Hercog, A.; Kaczmarek, M.; Marcinkowski, A.; Kasperczyk, J.
• Is Part Of: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. Volume 51:Issue 5(2020:May)
• Page Start: 631
• Page End: 644
• Publication Date: 2020-05-13
• Subjects: itanium 6-aluminum 4-vanadium alloy -- poly (glycolide-ϵ-caprolactone) -- electron beam sterilization -- wettability -- adhesion; Titan-6-Aluminium-4-Vanadium-Legierung -- Poly (glykolid-ϵ-caprolacton) -- Elektronenstrahlsterilisation -- Benetzbarkeit -- Haftung; Materials -- Periodicals; Materials -- Testing -- Periodicals; 620.1
• DOI: 10.1002/mawe.201900223
• Languages: English
• ISSNs: 0933-5137

Abstract

Abstract: The aim of the work is to determine the physical properties of titanium 6‐aluminum 4‐vanadium alloy with poly (glycolide‐ϵ‐caprolactone) coating after electron beam sterilization. First, the metal substrate is machined with grade 120 and 320 grinding papers. Some of the samples are subjected to anodic oxidation. Then, the samples are coated with a biodegradable polymer layer of poly (glycolide‐ϵ‐caprolactone). Samples with polymer coatings are subjected to electron beam sterilization. To evaluate the effect of sterilization on physical properties of modified titanium alloy the scanning electron microscopy and atomic force microscopy, adhesion studies of the polymer coating to the metal substrate and wettability tests are applied. On the basis of the obtained results, an increase of the contact angle value is found both after applying the polymer coating to the surface of the tested titanium 6‐aluminium 4‐vanadium alloy as well as after electron beam sterilization. In addition, a slight increase of the adhesion in sterilized samples comparted to non‐sterilized is observed. In scanning electron microscopic observations, traces of machining on the surface of the metal substrate and the continuity of the polymer coatings before and after sterilization are found. In the atomic force microscopic studies in relation to the initial state, a very good mapping of the surface topography of the samples with a homogeneous coating is found. Abstract : Titanium alloy after machined and anodic oxidation has been coated with biodegradable copolymer and was subjected to electron beam sterilization. Effect of sterilization on physical properties of modified titanium alloy was evaluated with the use of the scanning electron microscopy, atomic force microscopy, adhesion studies of the polymer coating to the metal substrate and wettability tests. Translation abstract: Ziel der Arbeit ist es, die physikalischen Eigenschaften einer Titan‐6‐Aluminium‐4‐Vanadium‐Legierung mit Poly (glykolid‐ϵ‐caprolacton)‐Beschichtung nach der Elektronenstrahlsterilisation zu bestimmen. Zunächst wird das Metallsubstrat mit Schleifpapieren der Körnung 120 und 320 bearbeitet. Einige der Proben werden anodisch oxidiert. Dann werden die Proben mit einer biologisch abbaubaren Polymerschicht aus Poly (glycolid‐ϵ‐caprolacton) beschichtet. Proben mit Polymerbeschichtungen werden einer Elektronenstrahlsterilisation unterzogen. Um die Wirkung der Sterilisation auf die physikalischen Eigenschaften der modifizierten Titan‐Legierung zu bewerten, werden Untersuchungen mittels Rasterelektronenmikroskopie und Rasterkraftmikroskopie und Adhäsionsstudien der Polymerbeschichtung auf dem Metallsubstrat und Benetzbarkeitstests durchgeführt. Aufgrund der erhaltenen Ergebnisse wird sowohl nach Aufbringen der Polymerbeschichtung auf die Oberfläche der getesteten Titan‐6‐Aluminium‐4‐Vanadium‐Legierung als auch nach Elektronenstrahlsterilisation eine Erhöhung des Kontaktwinkelwertes festgestellt. Zusätzlich wird eine leichte Zunahme der Adhäsion in sterilisierten im Vergleich zu nicht sterilisierten Proben beobachtet. Bei rasterelektronenmikroskopischen Beobachtungen werden Bearbeitungsspuren auf der Oberfläche des Metallsubstrats und kontinuierliche Polymerbeschichtungen vor und nach der Sterilisation festgestellt. In den atomkraftmikroskopischen Untersuchungen zum Ausgangszustand zeigt sich eine sehr gute Abbildung der Oberflächentopographie der Proben mit homogener Beschichtung.