An experimental study of mechanical properties of non enzymatically glycated bovine femur cortical bone
Enzimatik olmayan yolla glikize edilen inek femur kortikal kemiğinin mekanik özelliklerinin deneysel çalışması
- Tez No: 318883
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ZAFER EVİS
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Metalurji Mühendisliği, Bioengineering, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 164
Özet
Bu çalışmanın amacı inek kemiğinde kırılma tokluğuyla ilgili olan kollajen ağının mekanik bütünlüğünde yaşa bağlı bozulmayı araştırmaktır. Kollajenin moleküler yapısında enzimatik olmayan glikasyon yöntemiyleoluşturulan yaşlanmaya bağlı değişiklikler incelenmiştir ve kortikal kemikteki mikroyapıya ait tokluğun ölçümü için indentasyona bağlı kırılma yöntemi kullanılmıştır. Kemiğin mikrokırığın ilerleme özellikleride kırılganlık için çalışılmıştır.Solüsyonlarda dört hafta bekletilen genç ve yaşlı ineklere ait kortikal kemik örnekleri ribozillenmiş ve ribozillenmemiş olmak üzere 2 gruba ayrılmıştır. İndentasyon ağırlığının etkisini tespit etmek için kemik örneği gruplarında 10sn boyunca 10g, 25g, 50g, 100g ve 200g'lık 5 ayrı yük seri indentasyonlar halinde uygulanmıştır. Mikrokırık oluşturabilmek için uygulanan yük 10sn boyunca 300g, 500g, 1000g ve 2000g'a kadar çıkartılmıştır. İndentasyon süresinin etkisini çalışmak için 100g 5sn, 10sn, 20sn ve 30sn boyunca 5 sürenin herbiri kemik örnekleri üzerinde seri indentasyonlar halinde uygulanmıştır.Mikrosertlik ölçümünü etkileyen faktörleri çalışırken örnekler kuru ve ıslak halde incelenmiştir.10g 10sn ile ölçülen mikrosertlik değerleri bu yükün kolajen yapısındaki değişiklikleri gösteremeyeceğine işaret ederek genç ve yaşlı kemiğin ribozillenmiş ve ribozillenmemiş grupları arasında farksız bulunuştur. 10sn boyunca uygulanan 25g, 50g, 100g and 200g yükleri ribozillenmiş kemiği ve ribozillenmemiş kemikten genç, yaşlı inek kemiklerinde ayırt etmiştir. Mikrosertliğin derecesi uzayan inkübasyon süresi ile artmıştır. Genç ve yaşlı kemiklerde ribozillenmiş veya ribozillenmemiş kuru örneklerin mikrosertlikleri ıslak örneklerden 10gr10sn hariç istatistiksel olarak daha yüksek bulunmuştur.İndentasyon metodu ile ölçülen hesaplanmış kırılma tokluğunun indentasyon yükünün bir fonksiyonu olduğu gösterilmiştir. İlaveten, indentasyon boyutunun etkisi uzun kırıkları olan yüksek yüklerde tokluk ölçümünün gerçekte olmasa da fazla çıkmasına neden olabilir. İndentasyon tokluğunu kullanan yöntemler kırık büyüme direncini Mod I kırılma tokluğu tanımına ilişkilendirmekte zorluk çeker. Indentasyon kırılma tokluğu R eğrisi yöntemlerindeki tek bir noktanın örneklenmesine izin verir ve yükselen R eğrisi olan materyallerin değerlendirilmesinde başarılı olarak kabul edilmez.Kırılmamış ligamentler ve kollajen liflerine bağlı kırık köprüleşmesi de dahil olmak üzere dışsal tokluk mekanizmaları direk olarak tarayıcı elektron mikroskobu ile gözlenmiştir. Ribozillenmiş kemiğin ribozillenmemiş inek kemiğine göre daha az sayıda kollajen köprüleşmesi yaptığı bulunmuştur.Özet olarak, Vickers indentasyon yöntemiyle yapılan indentasyon tokluğu ölçümü kırılma tokluğunun ölçülmesinde bir yöntem olarak kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
The aim of this study is to investigate the deterioration in mechanical integrity of the collagen network in bovine bone with aging, which are related to fracture toughness. Age-related changes in collagen molecular structures formed by non-enzymatic glycation were examined and indentation fracture technique was used as a method for measuring the microstructural toughness of cortical bone. Microcrack propagation characteristics of bone for fragility were also studied.Young and old group of bovine cortical bone specimens were grouped into 2 as ribosylated and non-ribosylated which were rested in solutions for four weeks. Series of indentations were made on bone specimen groups for each of five masses 10g, 25g, 50g, 100g and 200g for 10 sec to detect the effect of applied indentation load. The applied load was increased to 300g, 500g, 1000g and 2000g for 10 sec to be able to make microcracks. Series of indentations were made on bone specimen groups for each of five durations 5sec, 10sec, 20sec, 30sec for 100g to study the effect of indentation duration. Specimens were examined in the wet and dry state while studying the factors effecting microhardness measurement.Microhardness values measured by 10g of load for 10sec were indifferent between the ribosylated and non-ribosylated groups in the young and old bovine bone pointing that this load is not indicative of the structural collagen changes. Loads of 25g, 50g, 100g and 200g for 10 sec were able to differ ribosylated bone from non-ribosylated bone for the young and old bovine bones. Degree of microhardness increased with increased incubation period. Microhardness of dry specimens being either ribosylated or non-ribosylated were found to be statistically higher than wet specimens in young and old bone except for 10g for 10sec.It has been shown that the calculated fracture toughness measured by the indentation method is a function of indentation load. Additionally, effect of indentation size might have resulted in a higher toughness measurement for higher indent loads with longer cracks even if the toughness is not actually higher.Methods using indentation technique has difficulty in relating the resistance to crack growth to the Mode I fracture toughness definition.Indentation fracture toughness allows sampling only one point on the Rcurve methods and was not considered as successful for assessing materials with rising Rcurve. Toughness is ranked incorrectly among riboslated and non-ribosylated bovine bone by this technique.Presence of extrinsic toughening mechanisms including crack bridging due to uncracked ligaments and collagen fibers were directly observed by scanning electron microscope. Ribosylated bone was found to have lower number of collagen bridging compared ton on-ribosylated bovine bone.As a summary, indentation fracture method by Vickers indentation in bone is a method for measuring the fracture toughness.
Benzer Tezler
- Tarihi yapılarda tuğla duvarların karbon lifi tekstil donatılı horasan harcı ile güçlendirilmesinin deneysel olarak incelenmesi
An experimental study of strengthening brick masonry walls with carbon fiber reinforced horasan mortar in historical buildings
ORHAN KERTİŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NECDET TORUNBALCI
- Fabrication and characterization of biodegradable fibrous webs for vascular graft structures
Vasküler greft yapılarına yönelik biyobozunur fibröz yüzey üretimi ve karakterizasyonu
JANSET ÖZTEMUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İPEK YALÇIN ENİŞ
- Effectiveness of hybrid fiber reinforcement on enhancement of the mechanical properties of cement based high strength composites exposed to acid attack
Hibrit elyaf takviyesinin asit saldırısına maruz kalan çimento bazlı yüksek mukavemetli kompozitlerin mekanik özelliklerinin iyileştirilmesine etkisi
AHMED ANWER
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
İnşaat MühendisliğiHarran Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KASIM MERMERDAŞ
DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZEN
- Manipulation of molecules on surfaces with the scanning tunnelling microscope
Taramalı tünnellemeli mikroskop ile yüzeylerdeki moleküllerin manipülasyonu
DOĞAN KAYA
Doktora
İngilizce
2016
Fizik ve Fizik MühendisliğiThe University of BirminghamFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RICHARD E. PALMER
DOÇ. DR. QUANMIN GUO
- Tarihi yapılarda tuğla duvarların çelik hasır ve tekstil donatılı horasan harcı ile güçlendirilmesinin deneysel olarak incelenmesi
An experimental assessment of textile and wire reinforced horasan mortar strengthening of birick walls in historical buildings
ELİF TUBA ALHAN ŞİMŞEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. NECDET TORUNBALCI