Geri Dön

Yeni bir biyonanokompozit ile modifiye edilmiş titanyum implant alaşımlarının biyouyumluluk, yüzey ve korozyon özelliklerinin incelenmesi

An investigative study of the biocompatibility, surface and corrosion properties of titanium alloys modified with a novel bionanocomposite

PDF İndir

  1. Tez No: 540679
  2. Yazar: UMUT BESKAN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. AYLİN AYTAÇ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 306

Özet

Tıbbi alanda yaygın olarak kullanılan Ti-6Al-4V alaşımının korozyon ve biyolojik özelliklerini geliştirmek amacıyla, yeni bir nano biyokompozit olan kitosan (CS) /hidroksiapatit (HA) /zirkonyum oksit (ZA) üçlü kaplaması ile bu alaşımın yüzey modifikasyonu gerçekleştirildi. İlk aşamada, HA ve ZA nanotanecikleri ıslak çöktürme yöntemiyle sentezlendi. Sentezlenen bu nanotanecikler, CS ile birlikte, elektroforetik biriktirme yöntemiyle Ti-6Al-4V alaşımı üzerine kaplanarak CS/HA/ZA nano biyokompoziti elde edildi. Elektroforetik biriktirme yöntemi uygulanırken; bileşenlerin derişimleri, uygulanan potansiyel, kaplama süresi, ortam pH'ı gibi parametrelerin kaplamaya olan etkileri incelendi. Sentezlenen nanotaneciklerin ve elde edilen kaplamaların karakterizasyonu, Taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışını difraktometresi (XRD) ve Fourier dönüşümlü kızılötesi spektrometresi (FTIR) ile yapıldı. Nano biyokompozitin kalınlığı, yüzey pürüzlülüğü ve temas açısı sırasıyla optik mikroskop, yüzey profilometresi ve temas açısı ölçme sistemi ile ölçüldü. Hidrofilik özellikteki, yaklaşık 150-200 µm kalınlığa ve 3,33 µm yüzey pürüzlülüğüne (Ra) sahip nano biyokompozitin, substrat yüzeyine tutunma kuvveti, üniversal test cihazıyla 2,11 MPa olarak bulundu. Tutunma kuvveti, kaplama süspansiyonundaki ZA derişimiyle doğru orantılı bir şekilde artmıştır. Nano indentasyon yöntemiyle yapılan ölçümler sonucunda; nano biyokompozitin, 32,9 MPa sertliğe ve 3,8 GPa Young modülüne sahip olduğu anlaşıldı. İkinci aşamada, nano biyokompozit ile kaplı Ti-6Al-4V alaşımının korozyon davranışı; kaplanmamış, CS ve CS/HA kaplı Ti-6Al-4V alaşımların korozyon davranışlarıyla karşılaştırma yapılarak; açık devre potansiyeli (OCP), potansiyodinamik polarizasyon ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) ölçümleriyle incelendi. Bu ölçümler sonucunda korozyon dirençleri sıralaması büyükten küçüğe doğru CS/HA/ZA > CS/HA > CS > kaplanmamış olarak bulundu. Atomik absorpsiyon spektrometresi sonuçlarına göre; 60 günlük sürede yapay biyolojik sıvı (SBF)'ya en az titanyum, nano biyokompozit ile kaplı Ti-6Al-4V alaşımından sızdı. MTT testi ile yapılan biyolojik değerlendirmeye göre ise, nano biyokompozit ile kaplı Ti-6Al-4V alaşımı, diğer kaplanmamış ve kaplı alaşımlardan daha iyi bir biyouyumluluk sergiledi.

Özet (Çeviri)

In this study, the surface modification of Ti-6Al-4V alloy used in the medical field was carried out with a new nano biocomposite, chitosan (CS) /hydroxyapatite (HA) /zirconia (ZA) triple coating, to improve its the corrosion and biological properties. In the first step, HA and ZA nanoparticles were synthesized by the wet precipitation method. These synthesized nanoparticles were coated on Ti-6Al-4V alloy by electrophoretic deposition together with chitosan to obtain CS/HA/ZA nanocomposite. When the electrophoretic deposition method is applied, the effects of coating parameters such as concentrations of components, applied potential, coating duration and ambient pH were investigated. The characterization of the synthesized nanoparticles and resulting coatings was performed by scanning electron microscopy (SEM) equipped with energy dispersive X-ray spectrometry, X-ray diffractometry (XRD) and Fourier transform infrared spectrometry (FTIR). The thickness, surface roughness and contact angle of the nanocomposite were measured by optical microscope, surface profilometer and contact angle measurement system, respectively. The hydrophilic nanobiocomposite which has the thickness of about 150-200 µm and the roughness (Ra) value of 3.33 µm adheres to Ti-6Al-4V surface with the strength of 2.11 MPa measured by universal testing machine. It is found that the adhesion strength increases with increasing ZA concentration in the deposition medium. As a result of the measurements made by the nanoindentation method, the nano biocomposite has the hardness of 32.9 MPa and the Young modulus of 3.8 GPa. In the second step, the corrosion behavior of Ti-6Al-4V alloy coated with CS/HA/ZA nanocomposite was investigated by open-circuit potential (OCP), potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurements by comparing it to that of bare, CS and CS/HA coated ones. The order of corrosion resistance was found as: CS/HA/ZA > CS/HA > CS > bare. According to the results of atomic absorption spectrometry, the minimum amount of titanium that released to the simulated biological fluid (SBF) at the end of 60 days was from the nanobiocomposite coated Ti-6Al-4V alloy and MTT cytotoxicity test showed that it has the best biocompatibility among the other bare and coated alloys.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    630913

    Phthalate esters degradation mechanisms by enzymes

    Fitalat esterlerinin enzimlerle bozunma mekanizmaları

    ESİN BALCI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Çevre Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYSUN SOFUOĞLU

    PROF. DR. GÜLŞAH ŞANLI MOHAMED

  2. Tez No

    461671

    Development of an electrochemical immunosensor for the detection of E. coli O157:H7

    E. coli O157:H7 tespiti için elektrokimyasal immünosensör geliştirilmesi

    AHMET GÜNER

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Biyoteknolojiİstanbul Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. LOKMAN ALPSOY

    DOÇ. DR. MEHMET ŞENEL

  3. Tez No

    421387

    Biyomalzeme amaçlı polimerik nanokompozitlerin hazırlanması ve karakterizasyonu

    Preparation and characterization of polymeric nanocomposite materials

    HACER ELGİT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    KimyaBalıkesir Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YASEMİN TURHAN

  4. Tez No

    788024

    ZnO nanopartiküller içeren kitosan/ayva çekirdeği müsilajı ilehazırlanan biyonanokompozit filmlerin alabalık (Oncorhynchus mykiss) filetolarının kimyasal ve duyusal kalitesi üzerine etkisiüzerine etkisi

    The effect of bionanocomposite films prepared with chitosan/quince seed mucilage containing ZnO nanoparticles on the chemical and sensory quality of trout (Oncorhynchusmykiss) fillets

    LEVENT EKİNCİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Su ÜrünleriFırat Üniversitesi

    Su Ürünleri Avlama ve İşleme Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZLEM EMİR ÇOBAN

  5. Tez No

    702542

    Biyonanokompozit desteğe lipazın tutuklanması

    Immobilization of lipase on bionanocomposite support

    AYŞENUR ÖĞRETMEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Kimya MühendisliğiKocaeli Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NURCAN KAPUCU

Geri Dön