Toz metalurjisi yöntemiyle biyobozunur implant üretimi ve incelenmesi
Production and investigation of biodegradable implant by powder metallurgy method
- Tez No: 676006
- Danışmanlar: PROF. DR. İLVEN MUTLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Biyomalzeme, Doku Mühendisliği, Biyobozunur İmplantlar, Toz Metalurjisi, Biomaterial, Tissue Engineering, Biodegradable Implants, Powder Metallurgy
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 134
Özet
Bu çalışmada doku mühendisliği uygulamaları için doku iskelesi amaçlı gözenekli biyobozunur Mg, Zn, Fe alaşımları ve TCP numunesi toz metalurjisi esaslı boşluk yapıcı yöntemiyle üretilmiştir. Ayrıca, biyobozunur ortopedik implant uygulamalarında kullanılmak üzere (vida, plaka vb.) yoğun Mg, Zn ve Fe, östenit yapılı Fe alaşımları ve TCP numuneleri geleneksel toz metalurjisi yöntemiyle, yoğun Fe numunesi ise toz enjeksiyon kalıplama (TEK) yöntemi ile üretilmiştir. Silindir şekilli ham numunelerin ve sinterlenmiş numunelerin yoğunluk değerleri geometrik (gravimetrik) yöntem ile kütle/hacim ilişkisi kullanılarak belirlenmiştir. Karakterizasyon çalışmaları kapsamında, numunelerin mekanik özellikleri ve mikroyapıları analiz edilmiştir. Numunelerin mekanik özellikleri basma testi ve tahribatsız ultrasonik muayene yöntemi ile belirlenmiştir. Elektrokimyasal korozyon özellikleri yapay vücut sıvısında incelenmiştir. Ayrıca metal iyon salınımı miktarı ve biyobozunurluk hızı yapay vücut sıvısı içerisinde statik daldırma testi ile incelenmiştir. Numunelerin faz yapısını belirlemek amacıyla X-ışını kırınım (XRD) analizi gerçekleştirilmiştir. Gözenekli numunelerin toplam gözenek (açık ve kapalı) miktarları kütle/hacim ilişkisinden (geometrik yöntem) belirlenmiştir. Çalışmanın sonunda, % 68 - % 83 arasında değişen farklı oranlarda gözenek içeren numuneler doku mühendisliği uygulamaları için üretilmiştir. Numunelerin mekanik özellikleri karşılaştırıldığında yüksek östenit yapılı Fe alaşımlarının en yüksek elastisite modülüne sahip olduğu görülmüştür. Biyobozunurluk incelemesinde Fe, Mg ve Zn alaşımlarının ağırlık değişimi beklenen değerlerde değişmektedir. Salınan Fe, Zn ve Mg iyon miktarları, insan vücudu için toksik eşik değerinden düşüktür. XRD sonuçları incelendiğinde alaşımlarda bulunan elementlerin faz yapısının korunduğu görülmektedir. Elektrokimyasal korozyon sonuçlarına bakıldığında, üretilen Mg alaşımlarından Mg-Zr alaşımının, Fe alaşımlarından Fe-Co alaşımının ve Zn alaşımlarından ise Zn-Fe alaşımının korozyon hızlarının düşük olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this study, porous biodegradable Mg, Zn, Fe alloys and TCP specimens for use as tissue scaffold material in tissue engineering applications were produced by the powder metallurgy based space holder method. Also, for use (as screw, plate, etc.) in biodegradable orthopedic implant applications, dense Mg, Zn and Fe, austenite Fe alloys and TCP specimens were produced by the traditional powder metallurgy method, and dense Fe-based specimen was produced by the powder injection molding (PIM) method. Density values of cylindrical green specimens and sintered specimens were determined using the mass/volume relationship by the geometric (gravimetric) method. Within the scope of characterization studies, the mechanical properties and microstructures of the specimens were analyzed. The mechanical properties of the specimens were determined by compression test and non-destructive ultrasonic testing method. Electrochemical corrosion properties were investigated in simulated body fluid. In addition, the amount of released metallic ions and the rate of biodegradation were investigated in simulated body fluid by the static immersion test. X-ray diffraction (XRD) analysis was performed to determine the phase structure of the specimens. The total pore (open and closed) amounts of the porous specimens were determined using the mass/volume relationship (geometric method). At the end of the study, specimens with different percentages of pores ranging from 68% to 83% were produced for tissue engineering applications. It was seen from the comparison of mechanical properties that Fe alloys with dense austenitic structures have the highest modulus of elasticity. In the biodegradability investigations, the weight change of Fe, Mg and Zn alloys was within the expected values. The amounts of released Fe, Zn and Mg ions were lower than the toxic threshold value for the human body. It was seen from the results of the XRD analyses that the phase structure of the elements in the alloys was preserved. Also, it was observed from the results of the electrochemical corrosion characteristics that the corrosion rates of Mg-Zr alloy from among Mg alloy, Fe-Co alloy from among Fe alloys, and Zn-Fe alloy from among Zn alloys were low.
Benzer Tezler
- Production of biodegradable Fe alloys for temporary implant applications
Geçici implant uygulamaları için biyobozunur Fe alaşımlarının üretilmesi
BUDOUR ALBITAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLVEN MUTLU
- Production of biodegradable zinc matrix composite materials by powder metallurgy method
Biyobozunur çinko matrisli kompozit malzemelerin toz metalurjisi yöntemi ile üretilmesi
AMIRA HASSOUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLVEN MUTLU
- Mekanik alaşımlama ve sıcak presleme ile üretilen magnezyum kalsiyum alaşımlarının mikro yapı ve mekanik özelliklerinin araştırılması
Investigation of microstructure and mechanical properties of magnesium calcium alloys produced by mechanical alloying and hot pressing
LÜTFİYE FERAY GÜLERYÜZ
Doktora
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiEge ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RASİM İPEK
- Biyomalzeme olarak kullanılabilecek MG-SR alaşımlarının üretilmesi ve PEO yöntemi ile yüzey özelliklerinin geliştirilmesi
Production and plasma electrolytic oxidation surface modification of MG-SR alloys as potential biomaterials
MEHMET YAZICI
Doktora
Türkçe
2021
Metalurji MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YÜCEL GENÇER
- Toz metalurjisi yöntemiyle üretilen Fe-B alaşımlarının aşınma ve korozyon davranışlarının incelenmesi
Investigation of the wear and corrosion behavior of Fe-B alloys made by powder metallurgy
MELİH YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji MühendisliğiKarabük Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DURSUN ÖZYÜREK