Hidroksiapatit katkılı BN VE BaTiO3 biyo-piezoseramiklerinüretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of BN and BaTiO₃ doped hydroxyapatite bio-piezoceramics
- Tez No: 962402
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SERAP KOÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 118
Özet
Kemik dokusu doğal piezoelektrik özelliklere sahiptir. Bu özellik temel alınarak, elektriksel uyarı oluşturabilen biyomalzemeler geliştirilmektedir. Geliştirilen bu materyaller, hücre proliferasyonunu artırmakta, antibakteriyel etki göstermekle birlikte kemik rejenerasyonunu desteklemekte ve mekanik dayanım açısından da uygun özellikler sergilemektedir. Yüzeyde oluşan elektrik yükleri, iyonik etkileşimleri kolaylaştırarak mineralizasyon sürecini hızlandırmakta ve böylece kemik iyileşmesini teşvik etmektedir. Bu çalışmada, uygun piezoelektrik özelliklere sahip bor nitrür (BN) ve baryum titanatın (BaTiO₃), biyolojik olarak avantajlı hidroksiapatit ile bir araya katkılandırılması, kemik uygulamaları için gerekli fonksiyonel özelliklerin geliştirilmiştir. Hidroksiapatit, sol-jel yöntemiyle sentezlenmiş ve belirli oranlarda bor nitrür (BN), baryum titanat (BaTiO₃) eklenmiştir. Bu çalışmada, hidroksiapatit (HAp) katkılı BaTiO₃ kompozitleri %50, %60, %70 ve %80 %ağr. BaTiO₃ içeriğine sahip olacak şekilde hazırlanmıştır. Yapılan mekanik testler sonucunda en iyi mekanik dayanımın %80ağr. BaTiO₃ içeren kompozitte elde edildiği belirlenmiştir. X-ışını difraksiyonu (XRD) analizinde, 45.7°'de gözlemlenen pik, BaTiO₃'ün tetragonal fazına karşılık gelmekte olup piezoelektrik özelliğin varlığını doğrulamaktadır. BaTiO₃ oranları arasında en uygun kristal boyutları %60 ve %80 bileşimlerinde bulunmuş ve ortalama 32,6 nm olarak hesaplanmıştır. Bu değerler literatürdeki verilerle uyumlu olup, bu oranlarda malzemenin yapısal özelliklerinin iyi olduğunu ve biyouyumluluğunu ile piezoelektrik özelliklerini olumlu yönde etkileyebileceğini göstermektedir. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizleri, BaTiO₃ oranının artmasıyla birlikte porozitenin azaldığını ortaya koymuştur. Ayrıca, %10 BN katkılı HAp kompozitlerinin SEM görüntülerinde BN parçacıklarının homojen bir şekilde dağıldığı, saf HAp'a kıyasla porozitenin azaldığı ve bunun sonucunda mekanik dayanımın arttığı gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Bone tissue exhibits natural piezoelectric properties. Based on these properties, biomaterials that enhance electric signals are developed. Surface electric charges generate, ionic effects increased cell proliferation, exhibit antibacterial effects, support bone regeneration, and improve mechanical strength. This study, investigating piezoelectric properties of boron nitride (BN) and barium titanate (BaTiO₃) doped hydroxyapatite (HAp) matrices, and biomaterials with enhanced functional properties were produced. HAp, was produced through the sol-gel method, and composite structures containing different amounts of BN and BaTiO₃ were prepared. The obtained mechanical test results indicate that the composites exhibited better mechanical strength than pure HAp. The composite with 80% BaTiO₃ and 20% HAp showed the highest mechanical strength. XRD analysis showed a peak at 45.7°, corresponding to BaTiO₃, indicating its positive effect on piezoelectricity. The most suitable crystallite sizes among the BaTiO₃ ratios were found in the compositions with 60% and 80% by weight, with an average size calculated as 32.6 nm. According to the literature, this size corresponds to a proper nanoscale crystal. In addition to structural properties, biocompatibility positively affected piezoelectric performance. SEM analysis showed that increasing BaTiO₃ content decreased porosity and improved mechanical properties. Additionally, SEM images of HAp composites with 10 wt% BN showed that BN particles were homogeneously distributed within the matrix, porosity decreased, and this structural change improved mechanical strength.
Benzer Tezler
- Hidroksiapatit katkılı yapay kemik kompozitlerin mekanik özelliklerine bağlayıcı ajanların etkileri
Effects of coupling agents on mechanical properties of hydroxyapatite extended artificial bone composites
BULUT GÜNEY ŞAHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL AYDIN
- Hidroksiapatit katkılı poli(gliserol-sebakat)/poli(laktik asit) karışımından üç boyutlu basım ile kemik doku iskelesi üretimi ve ın vıtro karakterizasyonu
Construction and in vitro characterisation of hydroxyapatite/poly(glycerol-sebacate)/poly(lactic acid) based bone tissue scaffolds via three-dimensional printing
KÜBRA KIRATLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyomühendislikKocaeli ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZCAN GÜNDOĞDU
PROF. DR. HALİME KENAR
- Diş hekimliğinde hidroksiapatit katkılı dolgu malzemelerinin bazı fiziksel özelliklerinin incelenmesi
Some physical properties investigation of dental composites reinforced with hydroxyapatite in dentistry
FATİH DURAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SEVİL YÜCEL
YRD. DOÇ. DR. ZEYNEP AKDESTE
- 3 boyutlu bioyazıcı yöntemi ile sentezlenmiş hidroksiapatit katkılı sert doku iskeleti üretimi
Production of hydrogel based tissue scaffolds with 3d bioprinting
NECDET MEKKİ ERGÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyomühendislikMarmara ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İLYAS KARTAL
DOÇ. OĞUZHAN GÜNDÜZ
- Farklı kaynaklardan üretilmiş hidroksiapatit katkısının kemik çimentosunun dayanımına etkisinin incelenmesi
Research of the effect of hidroxyapatite additive produced from different raw materials to strength of bone cement
NİDA GELİBOLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURCAN TUĞRUL