Biyomalzeme uygulamalarında gözenekli Ti6Al4V alaşımının yüzey aktivasyonu ve karakterizasyonu
Surface activation and characterization of Ti6Al4V alloy foams in biomedical applications
- Tez No: 405956
- Danışmanlar: PROF. DR. SERVET TURAN, DOÇ. DR. ZİYA ESEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Anadolu Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Vücud içerisinde yük altında kalan bölgelerde kullanılan biyomalzemeler gerinim gevşemesi ve yetersiz biyouyum problemlerinden müzdariptir. Bu çalışmanın amacı, mekanik olarak vücut kemiğine uyumlu gözenekli Ti6Al4V alaşım köpüklerinin üretimi ve apatit oluşumuna imkan veren biyoaktif yüzeylerin eldesi hidrotermal işlemlerle elde etmektir. Magnezyumun toz karışımlarından buharlaştırılmasıyla gözenek elde edilen yöntemde %100 açık hücreli, gözenek miktarı %53-66 arasında ve elastisite modülü sırasıyla 7.6-1.0 GPa arasında değişen, vücut kemiğine uygun alaşım köpükleri üretilmiştir. 5 M'lık NaOH sulu çözeltisinde 60 oC sıcaklıkta 24 saat süreyle alkali işlem gören köpük yüzeylerinde ağırlıklı olarak biyoaktif sodyum titanat hidrojel (Na2Ti3O7.nH2O) tabakası oluşmuş, alkali işlem ardından 600oC'de yapılan ek işlemlerle tabakanın yoğunluğunun arttığı ve jel tabakasının sodyum titanat tabakalarına dönüştüğü gözlenmiştir. Ek ısıl işlemlerin titanat tabakasının mekanik kararlılığını arttırmasına rağmen köpük mekanik özelliklerini kötüleştirmiştir. Fakat, argon atmosferinde yapılan ısıl işlemin havada yapılana nazaran köpük akma dayancı ile sünekliğinde daha az düşüşe ve ısıl işlem sırasında yüzeyde daha az sodyum kaybına neden olduğu görülmüştür. Yapay vücut sıvısı (YVS) içinde yapılan testlerde ise alkali işlem gören yüzeye sahip köpüklerin biyoaktivitesinin en yüksek olduğu ve 5 gün içeresinde yüzeyin tamamında hidroksiapatit oluşumunun gerçekleştiği belirlenmiştir. 25 günlük testler sonunda biyoaktiflik açısından alkali işlem görümüş numuneyi surasıyla argon ve havada ısıl işlem görmüş numuneler izlemiş, yüzey işlemi görmeyen numunede ise kaydadeğer bir hidroksiapatit oluşumu gözlenmemiştir.
Özet (Çeviri)
Biomaterials, which used in load bearing applications in body, suffered from stress shielding and insufficent biocompatibility problems. The aim of this study, production of Ti6Al4V alloy foams mechanically compatible to body bones were manufactured and to get bioactiactive surfaces by surface treatment using hydrothermal treatments that allow apatite formation. Alloy foams with 100% open cells and porosities in the range 53-66% were manufactured by evaporation of magnesium from powder mixtures. Foams had elastic moduli in the range 7.6-1.0 GPa, respestively, comparable to that of body bone. Mainly bioactive sodium titanate hydrogel (Na2Ti3O7.nH2O) layer formation was observed on the foam surfaces as a result of alkali treatment in 5M NaOH aqeous solution at 60oC for 24 hours. The density of hydrogel layer increased and it transformed to crystalline sodium titanate layers as a result of post alkali heat treatment at 600oC. Although post heat treatment increased the mechanical stability of titanat layers, it degraded mechanical properties of foams. However, heat treatment under argon resulted relatively lower decrease in yield strength and ductility compared to air heat treatment and less sodium loss was detected upon argon treatment. As a result of in-vitro tests conducted by simulated body fluid (SBF), alkali treated surfaces revealed highest bioactivities among the tested samples and the surfaces allowed hydroxyapatite within 5 days. The order of bioactivities of surfaces after 25 days testing was determined as alkali treated, alkali+argon heat treated and alkali+air heat treated. On the other hand, hydroxyapatite formation on untreated surfaces was not considerable.
Benzer Tezler
- Toz metalurjisi yöntemiyle elde edilen gözenekli martensitik paslanmaz çeliğin mikroyapısı ve mekanik özellikleri
Microstructural and mechanical properties of porous martensitic stainless steel obtained by powder metallurgy method
İLVEN MUTLU
Doktora
Türkçe
2011
Metalurji Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENVER OKTAY
- Gözenekli kitosan/karbon nanotüp biyokompozit kaplamaların üretimi ve incelenmesi
Production and investigation of porous chitosan/carbon nanotube biocomposite coatings
ATA DEMİREL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyoteknolojiSakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EREN YILMAZ
- Kemik doku mühendisliği uygulamaları için fonksiyonel polimerik kompozit biyomalzeme üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of functional polymeric composite biomaterials for bone tissue engineering applications
CANKIZ GİZEM DELİBALTA
Doktora
Türkçe
2024
Mühendislik BilimleriMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİÇEK
DOÇ. DR. EZGİ EREN BELGİN
- Investigation of the growth kinetics and morphology transitions during porous anodization of titanium in ethylene glycol based electrolytes
Etilen glikol bazlı elektrolitlerde titanyumun gözenekli anodizasyonu sırasında oluşan oksidin büyüme kinetiği ve morfolojik geçişlerinin incelenmesi
EREN SEÇKİN
Doktora
İngilizce
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- Grafen kuantum noktaların yeşil yöntemle üretimi ve biyosensör uygulamaları için enzim immobilizasyonu
Green synthesis of graphene quantum dots and enzyme immobilization for biosensor applications
EBRAR TUĞBA YEŞİLKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
KimyaMarmara ÜniversitesiEczacılık Temel Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELİF ÇALIŞKAN SALİHİ