Grafen takviyeli kalsiyum fosfat esaslı seramik köpük malzemelerin yapay kemik amaçlı üretimi ve karakterizasyonu
Grafen reinforced calcium phosphate based ceramic foam materials artificial bone purpose production and characterization
- Tez No: 548491
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEVLÜT GÜRBÜZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ondokuz Mayıs Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 84
Özet
Bu tez çalışmasında grafen ile takviyelenmiş hidroksiapatit köpüklerin biyomedikal amaçlı üretimi ve karakterizasyonu amaçlanmıştır. Karışım yöntemiyle hidroksiapatit içerisine (ağ. %0,5, %1, %1,5, %2, %3) oranlarında grafen takviyesi yapılarak kompozit toz karışımlar hazırlanmıştır. Bu karışımlara ağırlıkça %50 köpük yapıcı üre ilave edilerek şekillendirilmiştir. Sinterleme sonrasında üre uzaklaşmış ve hidroksiapatit köpükler elde edilmiştir. Üretilen köpüklerin yüzeyleri kitosan ile daldırma yöntemi ile kaplanmıştır. Köpük numunelerin mikroyapısı, yoğunluğu, basma dayanımı, antibakteriyel özelliği ve Laktatlı Ringer sıvısındaki davranışları incelenmiştir. Tezin ilk bölümünde hidroksiapatit köpük numuneler 950 ℃, 1050 ℃, 1150 ℃ ve 1-5 saat sürelerde sinterlenmiştir. Elde edilen hidroksiapatit köpük numunelerde en yüksek yoğunluğu (1.73 g/cm3) ve basma dayanımı (5MPa) değerlerini veren en uygun sinterleme sıcaklığı ve süresi 1150 ℃ ve 2 saat olarak belirlenmiştir. İkinci bolümde (ağ. %0.5, 1, 1.5, 2, 3) grafen takviyeli hidroksiapatit köpük numuneler 1150 ℃'de sinterlendiğinde yüzeyinde derin çatlaklar oluşmuştur. 1100 ℃'de ise numunelerin basma dayanımı ve yoğunluğu arttığı gözlenmiştir. Ağırlıkça %2 grafen takviyeli köpükler için en iyi deneysel yoğunluk 1,8 g/cm3 ve basma dayanımını 14 MPa olarak ölçülmüştür. Mikroskobik analizde ortalama gözenek boyutu 1mm elde edilmiştir. Laktatlı Ringer sıvı testlerinde takviyesiz ve kitosan kaplı köpüklerin pH değişimi yaklaşık 7,0 değerinden 7.3'e kadar arttığı görülmüştür. Grafen takviyeli ve kitosan kaplı köpükler ise artan grafen oranıyla 7.5 seviyelerine kadar pH değişimi gözlenmiştir. Antibakteriyel testte ise gümüş iyon içeren hidroksiapatit yapıların üzerinde bakteri üremesi görülmemiştir. Bu sonuçlar doğrultusunda üretilen köpükler biyomedikal alanda kullanılabilecektir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the production and characterization of hydroxyapatite foams reinforced with graphene were aimed for biomedical purposes. Composite powder mixtures were prepared by mixing the graphene (wt. 0.5%, 1%, 1.5%, 2%, 3%) with hydroxyapatite. 50% by weight of the foam-forming urea was added to these mixtures. After sintering, urea was removed and hydroxyapatite foams were obtained. The surfaces of the produced foams are coated with chitosan. Microstructure, density, compressive strength, antibacterial properties and behavior of Lactated Ringer fluid were investigated. In the first part of the thesis, hydroxyapatite foam samples were sintered in 950 ℃, 1050 ℃ , 1150 ℃ for 1-5 hours. In the obtained hydroxyapatite foam samples, the most suitable sintering temperature and duration which gives the highest density (1.73 g/cm3) and compressive strength (5 MPa) values were determined as 1150℃ for 2h. In the second section (wt. 0.5, 1, 1.5, 2, 3%), graphene reinforced hydroxyapatite foam samples were deeply cracked on the surface when sintered at 1150 ℃. The compressive strength and density of the samples increased at 1100 ℃. The best experimental density and the compressive strength for the wt.2% graphene reinforced foams were measured as 1.8 g/cm3 and 14 MPa. In the microscopic analysis, the mean pore size was nearly 1mm. In Lactated Ringer solution tests, the pH change of non-reinforced and chitosan-coated foams increased by approximately 7.0 to 7.3. Graphene reinforced and chitosan coated foams showed a change in pH up to 7.5 with increasing graphene ratio. In the antibacterial test, bacterial growth was not observed on hydroxyapatite structures containing silver ions. According to these results produced foams can be used in biomedical field.
Benzer Tezler
- Grafen-silisyum nitrür partikül takviyeli kalsiyum fosfat matrisli hibrit kompozitlerin üretimi ve mekanik davranışlarının incelenmesi
Production and mechanical behaviour investigation of graphene-silicon nitride particle reinforced calcium phosphate matrix hybrid composites
ONUR YONTAR
Doktora
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEVLÜT GÜRBÜZ
- Development of new generation, high performance polypropylene composites
Yeni nesil, yüksek performanslı polipropilen kompozitlerin geliştirilmesi
ORKUN KAYMAKÇI
Doktora
İngilizce
2021
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURSELİ UYANIK
- Grafen takviyeli kompozit kaplamaların fiziksel ve kimyasal özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the physical and chemical properties of graphene reinforced composite coatings
TAHA AKBULAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ RECEP ÖNLER
- Grafen takviyeli nanokompozit malzemelerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of graphene reinforced nanocomposite materials
ÖZBERK ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mühendislik BilimleriBursa Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DENİZ UZUNSOY
PROF. DR. ÖZGEN ÜMİT ÇOLAK ÇAKIR
- Grafen takviyeli alüminyum ve titanyum kompozitlerin elektrokimyasal empedans spektroskopisi ile korozyon davranışlarının incelenmesi
Investigation of the corrosion behavior of graphenereinforced aluminum and titanium composites byelectrochemical impedance spectroscopy
HADI KHEZERLOU
Doktora
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEVLÜT GÜRBÜZ