Elektrochemische Abscheidung von Bruschitschichten auf Titan in Gegenwart von Kristallisationsinhibitoren zur Steuerung von Kristallitgröße und biologischer Reaktion

• Main Author: Wettstein, Lars
• Format: Doctoral Thesis
• Language: deu
• Published: 2020
• Subjects: Elektrochemische Abscheidung; Bruschitbeschichtung; Inhibition; ddc:610
• Online Access: https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/frontdoor/index/index/docId/21750; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-217502; https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:20-opus-217502; https://doi.org/10.25972/OPUS-21750; https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/files/21750/Wettstein_Lars_Bruschitbeschichtungen.pdf

Es erfolgte eine elektrochemische Abscheidung von Bruschitschichten auf Titan in Gegenwart von Kristallisationsinhibitoren. Dabei wurden die Kristallisationsinhibitoren Zitronensäure, treta-Natriumdiphosphat-Decahydrat und Phytinsäure verwendet und die entstandenen Schichten mit denen ohne Inhibitorzugabe verglichen. Um das Ausmaß der Inhibierung zu verifizieren, wurde die Masse aller Schichten gemessen, welche für die Inhibition mit Zitronensäure und Phytinsäure abnahm und für Natriumdiphosphat zunahm. Die kristallographische Zusammensetzung der mit und ohne Inhibierung abgeschiedenen Schichten wurde mit Hilfe der Röntgendiffraktometrie bestimmt und zeigte, dass sich reine Bruschitschichten mit unterschiedlichem amorphem Anteil abschieden. Die daraus entstandenen Werte lieferten zugleich die Informationen über die einzelnen Kristallitgrößen innerhalb der Schichten. Über den Einfluss der Inhibitoren auf die Schichtmorphologie gaben rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen weiteren Aufschluss. Die Inhibition verursachte teils mit Rissen durchzogene Schichten, deren Kristallformationen sich von Standardelektrolyt unterschieden. Ausgewählte Proben wurden unter verschiedenen Bedingungen desinfiziert bzw. sterilisiert und nachfolgend erneut gewogen und mittels Röntgendiffraktogrammetrie und Rasterelektronenmikroskopie analysiert. Nach der Desinfektion entstanden reine Bruschitschichten, die an Masse verloren aber trotzdem die typischen Kristallformationen zeigten. Die Sterilisation führte zur Umwandlung von Bruschit in Monetit und Hydroxylapatit. Des Weiteren wurde die biologische Reaktion der Schichten auf humane fötale Osteoblasten-Zelllinien zur Überprüfung der Zellverträglichkeit ermittelt. Die entstandenen Ergebnisse waren nicht verwertbar und enthielt sehr hohe Standardabweichungen. === Brushite coatings were deposited on titanium by electrochemical deposition in the presence of various crystallization inhibitors such as citric acid, treta-sodium diphosphate decahydrate and phytic acid. The resulting layers were compared with those without inhibitor addition. To verify the extent of inhibition, the mass of all layers was measured, which decreased for inhibition with citric acid and phytic acid and increased for sodium diphosphate. The crystallographic composition of the layers deposited with and without inhibition was determined by X-ray diffraction and showed pure brushite caotings with different amorphous content. The resulting values also provided information about the individual crystallite sizes within the layers. Scanning electron microscope images provided further information about the influence of the inhibitors of the layer morphology. The inhibition caused layers partly interspersed with cracks, whose crystal formations differed from the standard electrolyte. Selected samples were disinfected or sterilized under various conditions and subsequently reweighed and analyzed by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. After disinfection, pure brushite caotings were formed, which lost mass but still showed the typical crystal formations. Sterilization led to the transformation of brushite into monetite and hydroxyapatite. Furthermore, the biological response of the layers to human fetal osteoblast cell lines was determined to test cell compatibility. The results obtained were not usable and contained very high standard deviations.