Pulsed laser deposition growth of nanostructured hydroxyapatite/Ti/TiN/Si multilayers

Croissance de multicouches nanostructurées d’hydroxyapatite/Ti/TiN/Si obtenues par ablation laser.

¹ IPCMS, UMR 7504, ULP CNRS, 23 rue du Lœss, BP. 43, 67034 Strasbourg Cedex 2, France
² Laser-Surface-Plasma Interactions Laboratory, Laser Department, National Institute for Lasers, Plasma, and Radiation Physics (INFLPR), Institute of Atomic Physics, 409 Atomistilor Street, PO Box MG-54 RO-77125, Magurele, Bucharest V, Romania e-mail: ion.mihailescu@inflpr.ro
³ ENSAM, Équipe MécaSurf, 2 cours des Arts et Métiers, 13617 Aix-en-Provence, France e-mail: laurent.barrallier@ensam.fr; agnes.fabre@ensam.fr

Corresponding author: adele.carrado@ipcms.u-strasbg.fr

Accepted: 23 June 2006

Abstract

Hydroxyapatite-based ceramics are largely applied as coatings on metallic components of prostheses for inducing osteoblasts apposition and subsequent regrowth. However the ceramics-metal interfaces are often the seat of residual stresses with amplitude primarily depending on the deposition technique and the coating conditions. The amplitude of this stress can stay at origin of failure mechanism at the interface. Our aim is to validate new methods of laser ablation deposition (PLD), allowing for control the residual stresses in ceramic layers and adherence to titanium substrates. We present a study of the growth of HA layers obtained by PLD.

Résumé

L’hydroxyapatite est largement appliquée comme dépôt sur des prothèses métalliques pour induire l'apposition d’ostéoblastes et la recroissance consécutive. Cependant les interfaces céramique-métal sont souvent le siège de contraintes résiduelles dont l’amplitude dépend essentiellement de la technique et des conditions de dépôt. L’amplitude de ces contraintes peut être très élevée et peut occasionner des phénomènes de décohésion à l’interface. Notre but est de valider de nouvelles méthodes de dépôt par ablation laser (PLD), permettant de contrôler les contraintes résiduelles dans des couches en céramique et l'adhérence aux substrats en titane. Nous présentons une étude de la croissance des couches de hydroxyapatite obtenues par PLD.