Novel approaches for fabrication of titanium based nanostructured surfaces for biomedical applications : doctoral dissertation

Rawat, Niharika (author), Iglič, Aleš (mentor), Junkar, Ita (comentor)

The modification of biomaterial surfaces is crucial to address prevalent global medical challenges. Nanotechnology serves as a pivotal tool in this context, enabling the modification of surfaces with nanoscale features to enhance antibacterial properties and elicit application-specific cellular responses. This doctoral dissertation explores innovative approaches for constructing nanostructures by integrating established surface treatment techniques with ground-breaking methods, notably plasma electrochemical anodization. The synthesis involves a combination of plasma with hydrothermal methods and/or plasma-induced electrochemical anodization, aiming to yield unique morphologies not previously reported through conventional means. The research delves into a comprehensive study of the obtained nanostructures, focusing on optimizing parameters influencing surface properties. By characterizing these nanostructures, the study anticipates uncovering morphologies distinct from conventional techniques. Additionally, the thesis investigates the interaction between well-characterized nanostructures and various cell types for biological applications. The ultimate goal is to contribute to the fabrication of titanium-based nanostructures with diverse nanotopographies, utilizing environmentally friendly electrolytes, thereby making a significant impact in the field.

• Language: English
• Keywords: TiO2, titanium materials, plasma induced electrochemical anodisation, biocompatible nanostructure, hydrothermal nanostructure, nanotubular flowers
• Work type: Doctoral dissertation
• Typology: 2.08 - Doctoral Dissertation
• Organization: BF - Biotechnical Faculty
• Year: 2024
• PID: 20.500.12556/RUL-165103
• COBISS.SI-ID: 216365827
• Publication date in RUL: 23.11.2024

Secondary language

• Language: Slovenian
• Title: Novi pristopi za izdelavo nanostrukturiranih površin na osnovi titana za biomedicinske aplikacije : doktorska disertacija

Abstract

Spreminjanje površin biomaterialov je ključnega pomena za reševanje vse pogostejših svetovnih medicinskih izzivov. Nanotehnologija na tem področju predstavlja osrednje orodje, saj omogoča modifikacijo površin na nanometrskem nivoju, kar omogoča specifične biološke interakcije, ki lahko pripomorejo k izboljšanju antibakterijskih in biokompatibilnih lastnosti površine. V doktorski disertaciji je bil namen raziskati inovativne pristope za izdelavo nanostruktur, kjer smo kombinirali uveljavljene postopke obdelave z novimi metodami, predvsem s plazemsko elektrokemijsko anodizacijo. Sinteza vključuje kombinacijo plazme s hidrotermalnimi metodami in/ali s plazmo povzročeno elektrokemiijsko anodizacijo, katere cilj je pridobiti spacifične mikro in nanostructure površine, o katerih prej niso poročali. Raziskava je usmerjena v celovito študijo različnih nanostruktur, s poudarkom na optimizaciji parametrov, ki vplivajo na lastnosti površine. Z uporabo nekonvencionalnih metod smo uspeli izdelati specifične morfološke značilnosti površin ter analizirali interakcije the površin z različnimi vrstami celičnih kultur. Končni cilj doktorske naloge je prispevati k izdelavi različnih nanostruktur na osnovi titana z uporabo okolju prijaznih tehnologij in s tem pomembno vplivati na področjurazvoja biomaterialov.

• Keywords: TiO2, titanovi materiali, plazma inducirana elektrokemicna anodizacija, biokompatibilna nanostruktura, hidrotermalna nanostruktura, nanocevasti cvetovi