Additívan gyártott titánhordozók felületkezelése: Bioaktív hidroxiapatit bevonat elektrokémiai leválasztása

Surface treatment of additively manufactured titanium: electrochemical deposition of bioactive hydroxyapatite coatings

Authors

  • Balázs BORBÁS Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Gépészmérnöki Kar, Anyagtudomány és Technológia Tanszék,1111 Budapest, Műegyetem rakpart 3.
  • Loránd CSÁMER Debreceni Egyetem, Általános Orvostudományi Kar, Ortopédiai és Traumatológiai Tanszék, Biomechanikai Laboratórium
  • Alexandra KEMÉNY Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Gépészmérnöki Kar, Anyagtudomány és Technológia Tanszék,1111 Budapest, Műegyetem rakpart 3.

Keywords:

titanium, hydroxyapatite, coating, additive manufacturing, electrochemical deposition/titán, hidroxiapatit, bevonat, additív gyártás, elektrokémiai leválasztás

Abstract

The aim of this research is the electrochemical deposition of a hydroxyapatite coating on the surface of additively manufactured Ti-6Al-4V plates. The additively manufactured substrates exhibit adequate density and have an α + α’ microstructure; on their rough, bioinert surfaces, a homogeneous, bioactive, soft ceramic hydroxyapatite coating layer can be deposited, resulting in a visible light surface. The coated, additively manufactured substrates may later be utilized in patient-specific implants.

Kivonat

Kutatómunkánk célja hidroxiapatit bevonat elektrokémiai leválasztása additívan gyártott Ti-6Al-4V anyagú sík hordozók felületén. Az additívan gyártott hordozók megfelelő tömörségűek,  α + α’ szövetszerkezetűek; érdes, bioinert felületükön homogén, bioaktív, lágy keramikus hidroxiapatit bevonatréteg alakítható ki, amely bevonat szabad szemmel is látható. A bevonatolt, additívan gyártott hordozók akár személyre szabott implantátumokban is hasznosíthatóak lehetnek.

References

J. Alipal, T. C. Lee, P. Koshy, H. Z. Abdullah, és M. I. Idris, Evolution of anodised titanium for implant applications, Heliyon, 2021, vol. 7, no. 7, p. e07408.

D. Buser, S. F. M. Janner, J. Wittneben, U. Brägger, C. A. Ramseier, és G. E. Salvi, 10‐Year Survival and Success Rates of 511 Titanium Implants with a Sandblasted and Acid‐Etched Surface: A Retrospective Study in 303 Partially Edentulous Patients, Clin. Implant Dent. Relat. Res., 2012, vol. 14, no. 6, pp. 839–851.

C. Hou, Y. Liu, W. Xu, X. Lu, L. Guo, Y. Liu, S. Tian, B. Liu, J. Zhang és C. Wen, Additive manufacturing of functionally graded porous titanium scaffolds for dental applications, Biomaterials Advances, 2022, vol. 139, p.

213018.

L. Zhang és L. Chen, A Review on Biomedical Titanium Alloys: Recent Progress and Prospect, Adv. Eng. Mater., 2019, vol. 21, no. 4.

J. Deering D. Mahmoud , E. Rier , Y. Lin, A. C. do Nascimento Pereira, S. Titotto, Q. Fang, G. Wohl, F. Deng, K. Grandfield, M. Elbestawi és J. Chen, Osseointegration of functionally graded Ti6Al4V porous implants: Histology of the pore network, Biomaterials Advances, 2023, vol. 155, p. 213697.

R. Alkentar és T. Mankovits, Development of Surrogate Model for Patient-Specific Lattice-Structured Hip Implant Design via Finite Element Analysis, Applied Sciences (Switzerland), 2025, vol. 15, no. 7

R. Alkentar, S. Manó, D. Huri, és T. Mankovits, Development of Patient-Specific Lattice Structured Femoral Stems Based on Finite Element Analysis and Machine Learning, Crystals, 2025, vol. 15, no. 650.

H. Shi, P. Zhou, J. Li, C. Liu, és L. Wang, Functional Gradient Metallic Biomaterials: Techniques, Current Scenery, and Future Prospects in the Biomedical Field, Front. Bioeng. Biotechnol., 2021, vol. 8., p. 616845

H. Wang, B. Zhao, C. Liu, C. Wang, X. Tan, and M. Hu, A Comparison of Biocompatibility of a Titanium Alloy Fabricated by Electron Beam Melting and Selective Laser Melting, PLoS One, 2016, vol. 11, no. 7, p. e0158513,

C. García-Hernández, C. García-Cabezón, F. González-Diez, M. Ampudia, D. Juanes-Gusano, J. C. Rodriguez-Cabello és F. Martín-Pedrosa, Effect of processing on microstructure, mechanical properties, corrosion and biocompatibility of additive manufacturing Ti-6Al-4V orthopaedic implants, Sci. Rep., 2025, vol. 15, no. 1, p. 14087

R. Oriňaková, R. Gorejová, Z. Orságová Králová, és A. Oriňak, Surface Modifications of Biodegradable Metallic Foams for Medical Applications, Coatings, 2020, vol. 10, no. 9, p. 819.

EOS Titanium Ti64 Grade 23 Material Data Sheet Metal Solutions.

R. Gorejová, R. Oriňaková, Z. O. Králová, T. Sopčák, I. Šišoláková, M. Schnitzer, M. Kohan és R. Hudák, Electrochemical deposition of a hydroxyapatite layer onto the surface of porous additively manufactured Ti6Al4V

scaffolds, Surf. Coat. Technol., 2023, vol. 455, p. 129207,

J. Xu, J. Zhu, J. Fan, Q. Zhou, Y. Peng, és S. Guo, Microstructure and mechanical properties of Ti–6Al–4V alloy fabricated using electron beam freeform fabrication, Vacuum, 2019, vol. 167, pp. 364–373.

Y. Chong, T. Bhattacharjee, J. Yi, A. Shibata, és N. Tsuji, Mechanical properties of fully martensite microstructure in Ti-6Al-4V alloy transformed from refined beta grains obtained by rapid heat treatment (RHT), Scr. Mater., 2017 vol. 138, pp. 66–70.

B. Jahani, The Effects of Surface Roughness on the Functionality of Ti13Nb13Zr Orthopedic Implants, Biomed. J. Sci. Tech. Res., 2021, vol. 38, no. 1.

Downloads

Published

2026-04-21

Issue

XXXIV. Nemzetközi Gépészeti Konferencia – OGÉT 2026

Section

Articles

License

Copyright (c) 2026 Nemzetközi Gépészeti Konferencia – OGÉT

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.