Yüzey mikro-deformasyonunun 316L paslanmaz çeliğin biyouyumluluğu üzerindeki etkileri
Effects of surface micro-deformation on the biocompatibility of 316L stainless steel
- Tez No: 750844
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SIDIKA MİNE TOKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji ve Biyogüvenlik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 111
Özet
Bu çalışmada ortopedik implantlarda kullanılan biyomedikal alaşımlarının sahip olduğu mikro yapısal özelliklerin, implant biyouyumluluğu üzerindeki etkilerini anlamak ve metalik biyomalzemenin yüzeyinde ve mikroyapısında çeşitli değişiklikler meydana getirerek, biyouyumluluğun iyileştirilmesi amaçlanmaktadır. Bu sebeple, ortopedik implantlarda yaygın olarak kullanılmakta olan ve sahip olduğu avantajlı özellikler ile öne çıkan 316L paslanmaz çelik araştırma için uygun görülmüştür. Paslanmaz çelik malzeme yüzeyinde Vicker's mikrosertlik cihazı kullanılarak farklı parametrelerde mikrodeformasyon alanları oluşturulmuştur. Mikrodeformasyon işlemi ile yüzeylerinde belli aralıklarla ve düzenlerde desenleme oluşturulan örneklerin yüzey özelliklerinde meydana gelen değişimlerin, 316L paslanmaz çelik biyouyumluluğu üzerindeki etkileri hücre düzeyinde incelenmiştir. Bununla birlikte, mikrodeformasyon sonrası meydana gelen mikroyapısal değişiklikler, karakterizasyon yöntemleriyle incelenmiştir. Biyouyumluluk deneyleri kapsamında ise, elde edilen mikrodeformasyonlu yüzeylere öncelikle Saos-2 hücreleri ekilmiştir. Devamında ise, Saos-2 hücrelerinin, topografisi değişmiş yüzeylerdeki tutunma davranışları, proliferasyon oranları ve kemik hücresine farklılaşma davranışları incelenmiştir. Yüzey mikrodeformasyonu gerçekleştirilen numunelerde, hücresel proliferasyon, tutunma ve kemik hücresi farklılaşması sonuçlarında önemli iyileşmeler elde edilerek, bu davranışların desteklendiği görülmüştür. Mikrodeformasyonlu numunelerin yüzey özellikleri, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve geçirimli elektron mikroskobuyla (TEM) karakterize edilerek, hücre testlerinin sonuçlarıyla yüzey özellikleri arasındaki ilişkiler açıklanmıştır. Elde edilen araştırma sonuçları doğrultusunda, metalik biyomalzemelerde temel mikro yapısal faktörlerin manipüle edilmesi ve yüzey desenleme parametrelerinin optimize edilmesi ile paslanmaz çelik implantların biyouyumluluğunda önemli iyileştirilme sağlandığı ve elde edilen bilgilerin yeni biyomedikal alaşımların tasarımı için kullanılabilecek önemli parametreler olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In the current study, it is aimed to understand the effects of microstructural properties of the biomedical alloys used in orthopedic implants on the implant biocompatibility and to improve the biocompatibility by creating various modifications in the microstructure and surface of the metallic biomaterial. For this reason, 316L stainless steel, which is widely used in orthopedic implants due to its advantageous properties, has been chosen for the research. Microdeformation pattern areas with different parameters were applied on the stainless steel material surface by using Vicker's microhardness testing device. The effects of the changes in surface properties of 316L stainless steel whose surface was deformed by forming microdeformation indents with certain patterns were studied at the cellular level. Furthermore, the microstructural changes following microdeformation process were investigated by characterization methods. Primarily for the biocompatibility experiments, Saos-2 cells were seeded on the control and microdeformation applied material surfaces. Afterwards, the interactions between modified surface topography and Saos-2 cells were analyzed in terms of cell attachment, proliferation rates and differentiation into bone cells. Significant improvements were obtained in the results of cellular proliferation, attachment and bone cell differentiation on the samples with surface microdeformation, and it was observed that these behaviors were supported. The surface properties of the microdeformation applied samples were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscope (TEM), and the relationships between the results of cellular experiments and surface properties were correlated. According to the results of this research, it has been shown that through manipulating the basic microstructural factors of metallic biomaterials and optimization of surface microdeformation patterning parameters, the biocompatibility of stainless steel implants can be improved, and the acquired knowledge are important parameters that can be used for the design of new biomedical alloys.
Benzer Tezler
- 316 L paslanmaz çelik yüzeyine uygulanan mikro-deformasyonun karakterizasyonu ve antibiyofilm özelliklerine etkilerinin ön incelemesi
Preliminary examination and characterization of the application of surface micro-deformation on the antibiofilm properties of 316 L stainless steel
BURCU TÜRK YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyoteknolojiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiBiyoteknoloji ve Biyogüvenlik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SIDIKA MİNE TOKER
- Mikro/mezo şekillendirme işlemleri için bir malzeme modelinin oluşturulması
A material model for micro/mesoforming simulations
YASİN KUDDUSİ KUTUCU
Doktora
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SUNAL AHMET PARASIZ
- Interaction between micro and nano patterned polymeric surfaces and different cell types
Mikro ve nanodesenli polimerik yüzeylerlerle farkli hücre tipleri arasındaki etkileşim
HAYRİYE ÖZÇELİK
Doktora
İngilizce
2012
BiyomühendislikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DR. CELESTİNO PADESTE
PROF. DR. VASIF HASIRCI
- Demir-krom yüklemesinin ve yüzey sülfolamanın sba-15 in yapısal özellikleri üzerine etkisi
Effect of iron and chromium incorporation and surface sulphonation on the structural properties of sba-15
CANSU MUSAOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA SUNA BALCI
- Determination of pattern, timing and mechanism of the active tectonic deformation in the western flank of the Central Taurides
Orta Torosların batı kanadında aktif tektonik deformasyonun deseninin, zamanlamasının ve mekanizmasının belirlenmesi
TUNAHAN AYKUT
Doktora
İngilizce
2024
Coğrafyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKatı Yer Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ YILDIRIM