Een implantaat is een medisch voorwerp gemaakt van een niet-levend materiaal, dat geheel of gedeeltelijk in het menselijk lichaam wordt geplaatst, waar het een bepaalde tijd een specifieke functie dient te vervullen. De materialen die gebruikt worden voor de vervaardiging van implantaten worden biomaterialen genoemd. In de tandheelkundige en orthopedische implantologie zijn de meeste gebruikte implantaten vervaardigd uit titaan en calciumfosfaat keramieken. De belangstelling voor Ca-P keramieken vloeit voort uit hun relatieve grote gelijkenis met het minerale deel van bot. Er zijn diverse soorten calciumfosfaat keramieken. Hydroxylapatiet verdient de voorkeur, omdat het een directe binding met bot kan vormen. Helaas zijn de mechanische eigenschappen van calciumfosfaat keramiek slecht. Calciumfosfaat keramiek is vrij bros en zeer breukgevoelig. Dit beperkt de bruikbaarheid dit materiaal in belaste situaties.
Om toch optimaal gebruik te kunnen maken van Ca-P keramieken wordt voor dergelijke toepassingen het Ca-P keramiek als een deklaag of coating aangebracht op een metaal. Op deze wijze maak je gebruik van de gunstige biologische eigenschappen van het Ca-P keramiek en de betere mechanische eigenschappen van het metaal titaan. Belangrijk voor het goed functioneren van een dergelijk samengesteld implantaat is een goede hechting van de coating aan het onderliggende metaal.
De meest gebruikte techniek voor het aanbrengen van een Ca-P coating is plasmaspuiten. Bij deze methode wordt het keramiek in een vlam met een temperatuur van ca. 20.000°C gebracht, vervolgens wordt het keramiek met een hoge snelheid en in een gesmolten toestand op het metalen oppervlak aangebracht. De laagdikte van deze plasmagespoten lagen bedragen 40-70 micrometer. Wereldwijd zijn er tot nog toe al honderdduizenden van dit soort gecoate implantaten (b.v. heupen knieen en tandwortel implantaten) geïmplanteerd.
Desondanks bestaat er verdeeldheid tussen diverse onderzoekers over de klinische bruikbaarheid van hydroxylapatiet coatings. In studies naar de stabiliteit van hydroxylapatiet coatings na implantatie in bot, varieerden de resultaten van helemaal geen resorptie of degradatie van de coating tot een snelle afname in dikte. Verder bleek de hydroxylapatiet coating onder belasting los te kunnen breken van het metaal oppervlak. Deze nadelen kunnen de biostabiliteit van deze coatings gedurende implantatie over langere tijd beïnvloeden. Deze problemen kunnen opgelost worden door alternatieve coating technieken te ontwikkelen. Op ons laboratorium zijn twee nieuwe coating technieken onderzocht, respectievelijk RF magnetron sputter- en Elektrostatische Sproei Depositie (ESD) techniek. Deze coating technieken bieden de mogelijkheid om verschillende Ca-P coatings te produceren met een breed spectrum aan oppervlaktestructuren en verschillende chemische fasen en fasenmengsels.
Een van de gebruikte analysetechniek voor het karakteriseren van deze Ca-P coatings is X-ray diffractie.