Zirkonyum yüzeyinin oksit esaslı kaplama ile modifiye edilerek implant malzemesi olarak geliştirilmesi
Evaluation of biocompatibility of zirconium surfaces modified for medical implant application
- Tez No: 519555
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YÜCEL GENÇER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 198
Özet
Bu tez çalışmasının amacı, ortopedik ve dental malzeme olarak gelecek vaat eden zirkonyum metalinin, farklı proses şartlarında yüzey özelliklerinin MAO tekniğiyle elde edilen oksit esaslı kaplama ile modifiye edilerek, implant malzemesi olarak geliştirilmesidir. Bu kapsamda; MAO tekniğindeki proses değişkenlerinin (proses süresi, elektriksel, çözelti) kaplamanın faz yapısı ve dağılımı ile yüzey morfoloji ve kimyasal bileşimine etkisinin ortaya çıkarılması hedeflenmiştir. Böylelikle, farklı kaplama yüzey morfolojisi ve kimyasının biyomalzeme özellikleri üzerindeki etkisi yapay vücut sıvısı (YVS), canlı hücre ve temas açısı testleri ile ortaya çıkarılmıştır. AC asimetrik ve DC darbeli iki kutuplu güç kaynakları kullanılarak farklı proses şartlarında MAO kaplamalar sentezlenmiştir. Farklı yüzey kimyası ve morfoloji özelliklerinde hazırlanan kaplamalar XRD, SEM, SEM-EDS, FTIR ve yüzey pürüzlülük analiz teknikleri ile karakterize edilmiştir. Bu kaplamaların biyo özellikleri YVS ve canlı hücre testleri ile belirlenmiştir. XRD incelemelerinde, kaplamalarda t-ZrO2, m-ZrO2, k-Ca0,134Zr0,86O1,86, CaZrO3 oluşmuştur. Ayrıca MAO ile tek aşamada hidroksiapatit (Ca5(PO4)3(OH)) (birincil HA) fazının varlığı belirlenmiştir. Artan kaplama süresine bağlı olarak kaplama kalınlığı, yüzey pürüzlülüğü ve yüzeyde biriken Ca ve P miktarında artış tespit edilmiştir. Farklı proses parametrelerinde farklı pürüzlülükte ve farklı boyutlarda gözenekler içeren kaplamalar elde edilmiş olup, iri gözenekli, daha pürüzlü ve Ca-P açısından zengin yapıya sahip yüzeylerde daha fazla ikincil HA parçacıklarının çekirdeklendiği ve geliştiği tespit edilmiştir. İri gözenekli, pürüzlü ve Ca-P açısından zengin kaplama yüzeylerinde canlı dokuların daha iyi tutunduğu ve geliştiği canlı hücre testlerinde belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
The aim of this thesis is to modify the surface properties of zirconium metal, which is a promising orthopedic and dental material, with oxide-based coatings under different process conditions by Microarc Oxidation (MAO) technique and develop as implant material. In this context, it was aimed to reveal the effect of process variables (process time, electrical parameters, solution) on the phase structure and distribution as well as surface morphology and chemical composition. Thus, the effect of surface morphology and chemistry of different coatings on biomaterial properties was revealed by simulated body fluid (SBF), living cell and contact angle tests. MAO coatings were synthesized under different process conditions by using AC asymmetric and DC pulsed bipolar power supplies. The coatings with different surface chemistry and morphological properties were characterized by XRD, SEM, SEM-EDS, FTIR and surface roughness analysis technique. The bio-properties of the coatings were determined by SBF and living cell tests. From XRD measurements, t-ZrO2, m-ZrO2, k-Ca0.134Zr0.86O1.86, CaZrO3 phases were observed on the coatings. Moreover, the presence of hydroxyapatite phase (Ca5(PO4)3(OH) - primary hydroxyapatite) was determined by single-step MAO process. With increasing of coating time, it was identified that surface roughness beside with the amount of Ca and P accumulated on the surface also increased. Coatings with different roughness and pore sizes in different process parameters were obtained and it was determined that more secondary HA particles were nucleated and developed on surfaces with coarse porosity, rougher and Ca-P rich structure. It was also determined by the living cell tests that living tissues were better retained and developed on the coarse, rough and Ca-P rich coating surfaces.
Benzer Tezler
- Novel approaches for protection of light metals under various wear conditions via micro arc oxidation process
Hafif metallerin mikro ark oksidasyon yöntemiyle farklı aşınma şartlarında korunmasına yönelik yenilikçi yaklaşımlar
FAİZ MUHAFFEL
Doktora
İngilizce
2021
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
- Çok katmanlı ve fonksiyonel derecelendirilmiş CYSZ/Gd2Zr2O7 esaslı yeni nesil termal bariyer kaplamaların üretimi ve karakterizasyonu
Processing and characterization of multilayered and functionally graded CYSZ/Gd2Zr2O7 based new generation thermal barrier coatings
MUSTAFA GÜVEN GÖK
Doktora
Türkçe
2015
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER
- Saf zirkonyumun mikroark oksidasyon tekniği ile kaplanması
Oxide based ceramic coating on pure zirconium by microarc oxidation method
SEZGİN CENGİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Metalurji MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YÜCEL GENÇER
- Mikro ark oksidasyon yöntemiyle zirkonyuma biyo uyumlu ve antibakteriyel oksit kaplanması
Bio active and antibacterial oxide layers on zirconium bio materials using micro arc oxidation treatment
SİNEM FİDAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
- Wear behaviour of multilayer coated WE43 magnesium alloy
Çok katmanlı kaplanmış WE43 magnezyum alaşımının aşınma davranışı
MERTCAN KABA
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
PROF. DR. UĞUR MALAYOĞLU