Raman spectroscopy in analysis of new generation hybryd layers for medical purposes

Materials that often used in orthopedics are titanium and its alloys. To improve the compatibility of these materials they can be coated with multi wall carbon nanotubes (MWCNT). The first part of this thesis focuses on the characterisation of MWCNT deposited on the surface of titanium for various time (2, 10, 30, 60 sec) using electrophoretic deposition technique (EPD). Depth profile was also made. Referring to the results, the 30-seconds long EPD process makes the surfaces of MWCNT more amorphous and disordered, resulting in the higher level of biocompatibility.In the second part, the adsorption of chicken and human albumin was tested on the surface of titanium and titanium modified carbon coatings , therefore, that this process may be one of the first stages implant’s surface change.The results of wetting and UV-Vis spectroscopy confirm the presence of these proteins on the surface of tested materials after incubation. Moreover, Raman spectroscopy and FTIR indicate, that after 15 minutes human albumin, and after 30 minutes chicken albumin, reaches the stable conformation. Observations were confirm by two-dimensional correlation analysis.

W ortopedii często wykorzystywanymi materiałami są tytan i jego stopy. W celu poprawienia ich kompatybilności z żywym organizmem, można je pokryć warstwą wielościennych nanorurek węglowych.W części pierwszej pracy skupiono się na charakterystyce MWCNT osadzanych przez różny czas na powierzchni tytanu z wykorzystaniem techniki elektroforetycznego osadzania. Wykonano także profilowanie wgłębne. Bazując na otrzymanych wynikach stwierdzono iż 30-sekundowy proces EPD sprzyja wysokiej amorficzności i nieuporządkowaniu powierzchni nanorurek węglowych, co z kolei przekłada się na uzyskanie wyższej biozgodności takich materiałów.W kolejnej części badano adsorpcję albumin kurzej oraz ludzkiej na powierzchni tytanu oraz tytanu pokrytego MWCNT, w związku z tym, iż proces ten stanowić może jeden z pierwszych etapów zmiany powierzchni implantu. Przeprowadzone badania zwilżalności powierzchni materiałów oraz UV-Vis potwierdzają obecność białek po inkubacji w nich płytek tytanowych. Z kolei spektroskopia Ramana oraz FTIR wskazują na uzyskanie trwałej konformacji albuminy kurzej na powierzchni próbki po 30, zaś albuminy ludzkiej po 15 minutach. Obserwacje potwierdzone zostały przeprowadzoną dwuwymiarową analizą korelacyjną.