Geri Dön

Farklı hammaddeler kullanılarak kalsiyum silikat doku iskelesi üretimi

Production of calcium silicate tissue scaffold using different raw materials

PDF İndir

  1. Tez No: 838540
  2. Yazar: ÜMMÜGÜLSÜM ELMALI
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. GÜLSÜM AYDIN, DOÇ. DR. AYŞE KALEMTAŞ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
  6. Anahtar Kelimeler: Alümina, doku iskelesi, fonksiyonel aşamalı yapı, kalsiyum silikat, kaolen, nişastayla konsolidasyon, Alumina, scaffold, functionally graded structures, calcium silicate, kaolin, starch consolidation
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Selçuk Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 68

Özet

Doku mühendisliği bilimi ortaya çıktığından bu yana insanoğlunun çeşitli sorunlarına çözüm bulmaya çalışan multidisipliner bir alandır. Doku mühendisliğinin bir ürünü olan doku iskeleleri hastalık, yaralanma ya da doğuştan gelen doku hasarlarının onarımında kullanılmaktadır. Doku iskelesi üretimde kullanılan birçok üretim tekniği mevcuttur. Bu çalışmada larnit (Ca2SiO4) küreler takviye olarak kullanılarak fonksiyonel aşamalı (FDM) alümina tabanlı gözenekli kompozit doku iskeleleri nişasta konsolidasyon tekniğiyle üretilmiştir. Tasarlanan doku iskelesinin üretimi için kalsiyum karbonat ve silika malzemeleri eksenel değirmende öğütülerek seramik çamur elde edilmiş olup, çamur bir şırınga ve peristaltik pompa yardımı ile kalsiyum klorür (CaCl2) çözeltisi içerisine damlatılarak stokiyometrik larnit bileşimine sahip seramik-aljinat küre üretimi sol-jel tekniğiyle gerçekleştirilmiştir. FDM tasarımı için farklı katı oranları ve farklı boyutlarda gözenekli larnit küreler üretilerek, üstten alta değişen boyutlarda seramik küreler istiflenerek, kürelerin arasına ise nişasta konsolidasyon tekniği ile alümina esaslı malzeme doldurularak, FDM larnit küre takviyeli alümina esaslı kompozit doku iskelesi üretimi gerçekleştirilmiştir. Yapılan literatür taramasında nişasta konsolidasyon yönteminin farklı seramik malzemelerle doku iskelesi üretiminde kullanıldığı belirlenmiştir. Ancak bu çalışmada üretilmiş olan FDM alümina-kalsiyum silikat (Al2O3-Ca2SiO4) kompozit doku iskelelerinin üretimiyle ilgili literatürde herhangi bir çalışmaya rastlanmamıştır. Kalsiyum silikat kürelerle alümina esaslı fonksiyonel aşamalı doku iskelesi üretiminde iki farklı tasarım yapılarak numune üretimi gerçekleştirilmiştir: (i) tek (%20) katı orana sahip kalsiyum silikat küreler ile üç farklı oranda (%5-15-25)mısır nişastası içeriğine sahip alümina matrisli fonksiyonel aşamalı doku iskelesi üretimi, (ii) üç farklı katı orana sahip (%10-15-20) kalsiyum silikat küreler ile %15 mısır nişastası içeriğine sahip alümina matrisli fonksiyonel aşamalı doku iskelesi üretimi gerçekleştirilmiştir. Birinci tasarımda yaş numuneler 3°C/dakika ısıtma ve soğutma hızı ile 1250°C'de 2 saat süre ile sinterleme işlemine tabi tutulmuştur. Sinterleme işlemi sonrası katmanlar arasında çatlak oluşumu gözlendiği için ısıtma ve soğutma hızı 2°C'ye düşürülerek tekrar sinterleme işlemi gerçekleştirilmiştir. Uygulanan ısıl rejimin optimizasyonu sonucunda çatlak sorununun giderildiği belirlenmiştir. İkinci tasarımda yaş numuneler 3°C/dakika ısıtma ve soğutma hızı ile 1250°C'de 2 saat süre ile sinterleme işlemine tabi tutulmuştur. Sinterleme işlemi sonrası istenen yapısal bütünlüğe sahip numuneler üretilmiştir. Sinterleme çalışmaları sonrası kompozitlerin taramalı elektron mikroskobuyla (SEM) içyapı analizleri, X-ışını kırınım (XRD) cihazı ile de faz analizleri gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen SEM incelemelerinde, mikro ve makro ölçekli gözenek boyutuna ve yüksek gözenek içeriğine sahip kompozit doku iskelelerinin elde edilmiş olduğu belirlenmiştir. Ayrıca nişasta miktarının artması ile gözenek oranının da arttığı tespit edilmiştir. XRD sonuçları üretilen doku iskelelerinde larnit (kalsiyum silikat) ve korundum fazının bulunduğunu göstermiştir.

Özet (Çeviri)

Tissue engineering is a multidisciplinary field that has been trying to find solutions to various problems of human beings since its emergence. Tissue scaffolds, a product of tissue engineering, are used in the repair of disease, injury or congenital extracellular matrix damage. There are many production techniques used in the production of tissue scaffolds. In this study, functionally graded (FGM) alumina-based porous composite scaffolds were produced by starch consolidation technique by using larnite (Ca2SiO4) spheres as reinforcement. Ceramic mud was obtained by grinding calcium carbonate and silica materials in an axial mill for the production of the designed tissue scaffold, and the production of ceramic-alginate spheres with stoichiometric larnite composition was carried out by sol-gel technique by dropping the mud into calcium chloride solution (CaCl2) with the help of a syringe and a peristaltic pump. For the FGM design, porous larnite spheres with different solid ratios and different sizes were produced, ceramic spheres of varying sizes were stacked from top to bottom, and alumina-based material was filled between the spheres by starch consolidation technique, and FGM larnite sphere reinforced alumina-based composite scaffold was produced. In the literature review, it was determined that the starch consolidation method was used in the production of scaffolds with different ceramic materials. However, no study has been found in the literature on the production of FGM aluminacalcium silicate (Al2O3-Ca2SiO4) composite scaffolds produced in this study. In the production of alumina-based functionally graded scaffolds with calcium silicate spheres, two different designs were made and sample production was carried out: (i) Calcium silicate spheres with a single (20%) solid ratio and functionally graded alumina matrix with starch content in three different ratios (5-15-25%), (ii) calcium silicate spheres with three different solid ratios (10-15-20%) and alumina matrix with 15% starch content were produced. In the first design, wet samples were sintered at 1250°C for 2 hours with a heating and cooling rate of 3°C/min. Since crack formation was observed between the layers after the sintering process, the heating and cooling rate was reduced to 2°C and the sintering process was carried out again. As a result of the optimization of the applied thermal regime, it was determined that the crack problem was eliminated. In the second design, wet samples were sintered at 1250°C for 2 hours with a heating and cooling rate of 3°C/min. After the sintering process, samples with the desired structural integrity were produced. After the sintering studies, the internal structure of the composites were analyzed with scanning electron microscope (SEM) and phase analysis was performed with X-ray diffraction (XRD) device. SEM anaysis verified that composite scaffolds with micro and macro scale pore size and high porosity ratio were obtained. In addition, it was determined that the porosity ratio was increased with the increase in starch content. XRD analysis results revealed that larnite (calcium silicate) and corundum phases were present in the produced scaffolds.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    782122

    Effect of alternative filling materials on tire compounds

    Alternatif dolgu maddelerinin lastik karışımları üzerindeki etkisi

    NAZLI KEZBAN ÇETİNDAĞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN

  2. Tez No

    685167

    Assessment of sugar industry solid waste in the production of calcium alumina silicate based ceramics

    Şeker endüstrisi katı atığının kalsiyum alümina silikat esaslı seramiklerin üretiminde değerlendirilmesi

    VACİDE SELİN KAYA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Seramik Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MÜCAHİT SÜTÇÜ

  3. Tez No

    455342

    Sıcak yapay gazdan katalitik amonyak giderimi

    Catalytic ammonia removal from hot syngas

    YELİZ ÇETİN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HASAN CAN OKUTAN

    DOÇ. DR. ALPER SARIOĞLAN

  4. Tez No

    131676

    Steatit üretimi

    Production of steatite

    C. BETÜL EMRULLAHOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2003

    Seramik MühendisliğiAfyon Kocatepe Üniversitesi

    Seramik Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ALİ KARTAL

  5. Tez No

    134494

    Polimer katkılı seramik yapıştırma harçlarının yapısal ve mekanik özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of mechanical and structural properties of tile adhesives

    HURİYE ÖZGÜL KORKUT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2003

    İnşaat MühendisliğiEge Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. KAMBİZ RAMYAR

Geri Dön