Surface morphology investigation of a biodegradable magnesium alloy
Biobozunur magnezyum alaşımının yüzey morfolojisinin araştırılması
- Tez No: 416378
- Danışmanlar: PROF. DR. ZAFER EVİS, PROF. DR. MUAMMER KOÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Toz Metalürji, Mikro-desen, Gözenekli Yüzey, Biyomedikal İmplant, Powder Metallurgy, Micro-texture, Porous Surface, Biomedical Implant
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 138
Özet
Bu çalışmada, üretim şartlarının (örneğin: basma basıncı, sinterleme sıcaklığı ve zamanı) biyomedikal implant örnekleri olarak toz şekillendirme teknolojisi ile hazırlanmış Mg alaşımı disklerinin fiziksel, mekanik ve elektrokimyasal özellikleri üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Çalışmanın temel amacı iyi mekanik ve elektrokimyasal özelliklere sahip gözenekli ve yüzey dokulu Mg tabanlı biyomedikal implant üretiminin başarılmasıdır. Deneylerde Box-Behnken ve tam faktöriyel deney tasarımı kullanılmıştır. Plakaların bağıl yoğunlukları deneysel olarak elde edilmiştir. Onlar 69.7±1% ile 81.5±4% arasında değişmiştir. Varyans analizi testine göre sıkıştırma basıncı hariç diğer üretim şartları bağıl yoğunluğu etkilememiştir. Ayrıca, eğme dayanımı 30.3±2 MPa ile 53.7±1 MPa seviyesindedir. Sıkıştırma basıncı eğme dayanımında artışa neden olurken sinterleme sıcaklığı ve zamanı düşürmüştür. Elektrokimyasal testler Hank solüsyonu, DMEM ve 10% FBS (Fetal Sığır Serumu)+DMEM karışımı kullanılarak yapılmıştır. En yüksek ve en düşük korozyon potansiyelleri sırasıyla Hank solüsyonu ve 10% FBS (Fetal Bovine Serum)+DMEM karışımında ölçülmüştür. Mg alaşımı disklerinin yüzeyinde oyuk korozyonu tespit edilmiştir. Oyuk korozyonu Hank solüsyonunda DMEM ve 10% FBS+DMEM solüsyonuna göre daha fazla görülmüştür. Ayrıca, FBS varlığında düz yüzeyli diskler gözenekli ve mikro desenli yüzeyli disklere göre daha düşük korozyon direnci göstermiştir. Toz şekillendirme işlemi ile gözenekli ve mikro yüzey desenli Mg tabanlı biyomedikal implant üretimi bu yöntemin nete-yakın-biçim ile ve yeterli malzeme özellikleri ile üretime elverişli olmasından dolayı uygun olduğu sonucuna varılmıştır. Öte yandan, hücre kültürü çalışmaları mikro desenlerin ve pürüzlülüğün hücre yapışması, çoğalması ve ostejenik aktivite üzerinde pozitif etkisi olduğunu göstermiştir. Hücre kültürü çalışmalarıyla uyumlu olarak, AZ91D Mg plakalarının hücre canlığının her zaman periyodunun sonunda pozitif kontrolden yüksek ölçülmesi ile iyi bir biyouyumluluk göstermiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, the effect of manufacturing conditions (i.e. compaction pressure, sintering temperature and time) on physical, mechanical and electrochemical properties of Mg alloy discs as samples of biomedical implants prepared using powder forming technology were investigated. The main motivation of this study was to achieve the manufacturing of porous and micro-surface textured Mg-based biomedical implants with good mechanical and electrochemical properties. A Box-Behnken and Full Factorial experimental design was used in experimentation. Relative densities of the plates were obtained experimentally. They varied from 69.7±1% to 81.5±4%. According to ANOVA (Analysis of variances) test, manufacturing conditions did not affect the relative density significantly except the compaction pressure level. The bending strength was in the range of 30.3±2 MPa and 53.7±1 MPa. Compaction pressure led to an increase in the bending strength while sintering temperature and time decreased. Electrochemical tests were conducted using Hank's solution, DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's Medium) and 10% FBS (Fetal Bovine Serum)+DMEM. The lowest and the highest corrosion potentials were measured in Hank's and 10% FBS+DMEM solutions, respectively. Pitting corrosion was detected on the surface of Mg alloy discs. In Hank's solution, pitting corrosion was observed more than DMEM and 10% FBS+DMEM. The discs with smooth surfaces also showed lower corrosion resistance than the discs with porous and micro-textured surfaces in the presence of FBS. It was concluded that the manufacturing of porous and micro-surface textured Mg based biomedical implant using powder forming process was reasonable due to the convenience of near net shape production with sufficient material properties. Also, the cell culture studies showed that micro texture and roughness positively affected cell adhesion, proliferation and osteogenic activity. AZ91D-Mg alloy plates showed good cytocompatibility with higher cell proliferation compared to control groups at each incubation time period.
Benzer Tezler
- 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
- Nanotopografik fiber matrikslerin doku iskelesi olarak üretimi ve in-vitro etkinliklerinin incelenmesi
Production of nanotopographic fiber matrices as tissue scaffold and investigation of their in-vitro effectiveness
ŞEYMA POYRAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
- Design and synthesis of complex biomacrolecules and their use in various applications
Karmaşık biyomakromoleküllerin tasarımı, sentezi ve değişik uygulamalarda kullanımı
SEVİM MANOLYA KUKUT
Doktora
İngilizce
2012
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DR. OKŞAN KARAL-YILMAZ
PROF. DR. YUSUF YAĞCI
- Kudret narı ekstraktı ilave edilerek üretilen biyobozunur gıda ambalaj filminin karakterizasyonu ve antimikrobiyal özelliklerinin incelenmesi
Characterization of biodegradable food packaging film produced by adding bitter melon extract and investigation of its antimicrobial properties
SEMİRA CAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Gıda Mühendisliğiİstanbul Sabahattin Zaim ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT NAZLI
- Elektro-eğirme yöntemiyle üretilen çok fonksiyonlu yara örtüsü tasarımı
The design of multifunctional wound dressing produced by electrospinning method
HAMED GHORBANPOOR
Doktora
Türkçe
2018
Polimer Bilim ve TeknolojisiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MACİD NURBAŞ
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN AVCI