Yüzeyi modifiye edilen titanyum malzemenin elektroforetik biriktirme yöntemiyle HA-GO kompozitiyle kaplanarak biyouyumluluk ve yüzey özelliklerinin incelenmesi
Investigation of biocompatibility and surface properties of surface modified titanium material coated with HA-GO composite by electrophoretic deposition method
- Tez No: 932548
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HALİT DOĞAN, DOÇ. DR. TUNCAY DİKİCİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Manisa Celal Bayar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 143
Özet
Biyomedikal alanda kaplamalarda en sık kullanılan altlık malzemeler grubunda titanyum ve alaşımları yer almaktadır. Osseointegrasyon sürecinin sağlıklı bir şekilde gerçekleşebilmesi için titanyum altlık malzemeler sıklıkla hidroksiapatit (HA) malzemesiyle kaplanarak kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasının amacı, farklı yüzey işlemleri ile titanyumun yüzey özelliklerini geliştirmek ve grafen oksit (GO) katkısının HA-GO kompozit kaplamasındaki etkilerini incelemektir. Yüzey modifikasyon işlemleri sırasıyla; kumlama (K), asitle dağlama (D) ve son olarak da dağlama işlemi yapılan yüzeye anodik spark oksidasyon (ASO) işlemidir. Yüzey modifikasyon işlemleri uygulandıktan sonra titanyumun yüzeyi elektroforetik biriktirme (EPD) yöntemiyle farklı voltaj ve sürelerde (ağırlıkça %0, 2, 4 ve 6 GO) HA-GO süspansiyonları ile kaplanmıştır. Voltaj ve süre açısından bir optimizasyon çalışması yapılmıştır. Optimizasyon çalışması sonucu en ideal süre ve voltaj 20 V ve 5 dk olarak belirlenmiştir. Üretilen tüm numunelerin yüzey morfolojisi ve elementel içeriği incelenmiştir. Optimum parametrelere göre üretilen kaplamaların yüzey morfolojisi, elementel içeriği, temas açısı, faz yapıları, biyouyumluluğu ve biyoaktivetisi incelenmiştir. Sitotoksisite testi L929 (fare fibroblastları) hücre hatları ile %70 hücre canlılığı kriterine göre gerçekleştirilmiştir. Biyoaktivite analizi 14 gün süreyle yapay beden sıvısında (YBS) yapılmıştır. Temas açısı ölçümlerinde ASO işleminden dolayı arttırılan yüzey alanı sayesinde tüm numune yüzeylerinin süper hidrofilik davranış sergilediği görülmüştür. Zımparalanmış yüzeyin temas açısı ölçüm değeri 71.03° iken ASO ve kaplama işleminden sonra HA-GO kaplamalarında temas açı değerleri 5 derecenin altında ölçülmüştür. Biyoaktivite testi sonucunda apatit çekirdeklenmesinde en iyi sonucun %4 GO katkılı HA-GO kompozit kaplamanın yüzey morfolojisinde görüldüğü tespit edilmiştir. L929 hücreleri ile yapılan biyouyumluluk incelemesinde HA-GO kompozit kaplamalar içerisinde HA-GO (%4) kompozit kaplaması en başarılı sonuç olmuştur.
Özet (Çeviri)
Titanium and its alloys are among the most frequently used substrates in biomedical coatings. In order to ensure a healthy osseointegration process, titanium substrates are often coated with hydroxyapatite (HA) material. The aim of this thesis is to improve the surface properties of titanium by different surface treatments and to investigate the effects of graphene oxide (GO) additive on HA-GO composite coating. Surface modification methods are sandblasting, acid etching and finally anodic spark oxidation (ASO) on the etched substrate. After the surface modification procedures, the titanium substrate was coated with HA-GO suspensions at different voltages and times (0, 2, 4 and 6 wt% GO) by electrophoretic deposition (EPD). An optimisation study was carried out in terms of voltage and time. As a result of the optimisation study, the optimum time and voltage were determined as 20 V and 5 min. Surface morphology and elemental content of all produced samples were analysed. Surface morphology, elemental content, contact angle, phase structures, biocompatibility and bioactivity of the coatings produced according to the optimum parameters were investigated. Citotoxicity test was performed on L929 (mouse fibroblast) cell cultures at 70% cell viability. Bioactivity analyses were performed in simulated body fluid (SBF) for 14 days. Contact angle measurements showed that all sample surfaces exhibited superhydrophilic behaviour as a result of the increased surface area due to the ASO treatment. While the contact angle measurement of the sanded substrate was 71.03°, the contact angle values of the HA-GO coatings after ASO and coating process were less than 5°. As a result of the bioactivity test, it was determined that the best result in apatite nucleation was seen in the surface morphology of HA-GO composite coating with 4% GO additive. In the biocompatibility examination with L929 cells, HA-GO (4%) composite coating was the most successful result among HA-GO composite coatings.
Benzer Tezler
- Electrophoretic deposition of silver nanoparticles on halloysite nanotubes via using a graphite electrode and their characterization
Grafit elektrot kullanarak gümüş nanopartiküllerin haloysit nanotüpler üzerinde elektroforetik biriktirilmesi ve karakterizasyonu
HASAN ONAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Metalurji MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSRAFİL KÜÇÜK
- Biyomedikal uygulamalar için ASTM F75 kobalt-krom alaşımının yüzey modifikasyonu
Surface modification of ASTM F75 cobalt-chromium alloy for biomedical applications
DOĞUKAN ÇETİNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
DOÇ. DR. ERDEM ATAR
- Graphene oxide/calcium titanate composite preparation for humidity sensing by quartz crystal microbalance
Kuvars kristal mikrobalans ile nem tayinine yönelik grafen oksit/kalsiyum titanat kompozitlerin üretimi
ZEYNEP DEMİRTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİRGÜL BENLİ
- Synthesis of bio based polyurethane surface coating materials and characterization
Yüzey kaplaması uygulamalarında kullanılan biyo bazlı poliüretan malzemelerin sentezi ve karakterizasyonu
MERVE METİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN KIZILCAN
DR. ALPER YEŞİLÇUBUK
- Nadir element katkılı seramik malzemenin sol-jel daldırma yöntemiyle cam üzerine kaplanmasının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
V.HİLMİ AKINCI