Geri Dön

Harp cerrahisinde biyobozunur çinko esaslı alaşımların imalat ve testleri

Manufacturing and testings of biodegradable zinc based alloys in warfare surgery

PDF İndir

  1. Tez No: 975820
  2. Yazar: ONUR FEVZİ KEVENLİK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. RECEP ÇALIN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyomühendislik, Metalurji Mühendisliği, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Bioengineering, Metallurgical Engineering, Defense and Defense Technologies
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Kırıkkale Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Biyobozunur implant malzemeleri, vücutta iyileşme süreci tamamlandıktan sonra daimi olarak bulunma zorunluluğunu ortadan kaldırmaları sebebiyle, konvansiyonel kalıcı ortopedik implantlara nazaran önemli klinik üstünlükler sunmaktadır. Bu çalışma, biyobozunur implant uygulamaları için kritik öneme haiz üç temel özelliği, iyileştirilmiş mekanik dayanım, nisbi ileri biyouyumluluk ve doku rejenerasyon hızıyla uyumlu bozunma dinamiğini bir arada sunabilen çinko esaslı magnezyum alaşım takviyeli malzemelerin geliştirilmesini hedeflemektedir. Bu çalışma kapsamında, toz metalurji üretim yöntemi kullanılarak değişik kompozisyonlarda (%5, %10 ve %20 katkı oranlarında) saf Mg, WE43 ve AZ91 alaşımları ile takviye edilmiş Zn esaslı numuneler üretilmiştir. Üretim parametrelerinin optimizasyonununu sağlamak amacıyla, soğuk presleme ve sıcak presleme olmak üzere iki farklı üretim yöntemi kullanılmıştır. Bir grup numune 200 MPa, 300 MPa ve 400 MPa basınç altında soğuk presleme yöntemiyle üretilmiştir. Diğer bir numune grubu 200 MPa, 300 MPa ve 400 MPa basınç altında 200°C, 300°C ve 400°C sıcaklıklarında sıcak preslenmiştir. Üretilen numunelerin karakterizasyonu belirlemek amacıyla analiz protokolü kapsamlı bir şekilde uygulanmıştır. Üretilen numunelerde SEM ve EDS ile mikrokyapısal analizi, XRD ile faz tayini, çapraz kırılma ve Vickers sertlik testi ile mekanik özellikleri, in-vitro biyobozunurluk testleri biyolojik performansı, potansiyodinamik elektrokimyasal testi ile de korozyon davranışı incelenmiştir. Mikroyapısal analizler, matris malzeme olan Zn içerisinde MgZn2, Mg2Zn11 ve MgO intermetalik fazlarının oluştuğunu ortaya koymuştur. Deneysel veriler, özellikle 300 MPa basınç ve 300°C sıcaklık parametreleri altında üretilen numunelerin optimal özellik kombinasyonu sergilediğini göstermektedir. Bu üretim parametreleriyle üretilmiş olan %5 Mg katkılı Zn matrisli alaşımlar, yeterli mekanik dayanım (σ > 150 MPa), daha kontrollü bozunma hızı (0.15-0.25 mm/yıl) ve nisbeten biyouyumlu yüzey karakteristiği sergileyerek biyobozunur implant uygulamaları için uygun aday malzeme olduğunu göstermiştir. Bu araştırma, Zn-Mg alaşım kombinasyonunun biyobozunur implant malzemesi olarak potansiyelini ortaya çıkarmakla birlikte, özellikle düşük (%5) Mg içerikli alaşımların klinik uygulamalara en uygun aday olduğunu göstermiştir. Gelecek çalışmalar için farklı alaşım elementlerinin etkisinin incelenmesi, in-vivo testlerinden elde edilecek performans değerlendirmeleriyle numune üretim parametrelerinin artırılarak daha detaylı optimizasyonu önerilmektedir.

Özet (Çeviri)

Biodegradable implant materials offer significant clinical advantages over conventional permanent orthopedic implants, as they eliminate the need for surgical removal once the healing process is complete. This study aims to develop zinc-based composites reinforced with magnesium alloys, designed to provide three essential properties for biodegradable implant applications: enhanced mechanical strength, superior biocompatibility, and degradation kinetics compatible with tissue regeneration. Within the scope of this research, Zn matrix composites reinforced with pure Mg, WE43, and AZ91 alloys at varying contents (5%, 10%, and 20%) were fabricated using the powder metallurgy route. To optimize the production parameters, both cold pressing and hot pressing techniques were employed. The cold-pressed specimens were prepared under 200, 300, and 400 MPa, while hot pressing was conducted at 200°C, 300°C, and 400°C under the same pressure levels. A comprehensive characterization protocol was applied, including microstructural analyses by SEM and EDS, phase identification by XRD, mechanical property evaluation via cross-fracture and Vickers hardness tests, in-vitro biodegradation tests for biological performance, and corrosion behavior assessment using potentiodynamic electrochemical measurements. Microstructural examinations confirmed the formation of MgZn₂, Mg₂Zn₁₁, and MgO intermetallic phases within the Zn matrix. Experimental results demonstrated that samples fabricated at 300 MPa and 300°C exhibited the most favorable combination of properties. In particular, Zn matrix composites containing 5% Mg reinforcement produced under these conditions showed adequate mechanical strength (σ > 150 MPa), a controlled degradation rate (0.15–0.25 mm/year), and biocompatible surface characteristics, thereby emerging as promising candidates for biodegradable orthopedic implants. Overall, this study highlights the strong potential of Zn–Mg alloy systems as biodegradable implant materials, with low Mg-content (5%) composites identified as the most suitable for clinical applications. Future research should focus on the influence of additional alloying elements, in-vivo performance evaluations, and further optimization of processing parameters to accelerate clinical translation.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    386942

    A new hybrid decision support tool and an application to health technology selection

    Yeni bir melez karar destek aracı ve sağlık teknolojisi seçimine bir uygulama

    İLKNUR KARACAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Endüstri ve Endüstri MühendisliğiDeniz Harp Okulu Komutanlığı

    Harekat Araştırması Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MÜMTAZ KARATAŞ

    DOÇ. DR. HAKAN TOZAN

  2. Tez No

    87681

    Harp mecmuasında yayınlanan edebi metinler

    Literary texts puplished in the Harp mecmuası

    CEBRAİL YEĞEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1999

    Türk Dili ve EdebiyatıÇanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi

    Türk Dili ve Edebiyatı Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MESUT TEKŞAN

  3. Tez No

    135406

    Harp ekonomisi

    Başlık çevirisi yok

    YUSUF BURHAN ERGİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2001

    Ekonomiİstanbul Üniversitesi

    İktisat Tarihi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN ÖZDEĞER

  4. Tez No

    141226

    Harp okullarının Türk eğitim sistemi içerisindeki yeri (1923-2003)

    Position of the Military academies in the Turkish education system (1923-2003)

    KENAN ÖZDEMİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2004

    Eğitim ve ÖğretimAnkara Üniversitesi

    Eğitim Bilimleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YAHYA AKYÜZ

  5. Tez No

    166547

    Harp gemisi elektrik dağıtım sisteminde arıza yerinin belirlenmesinde bulanık karar verme yönteminin uygulanması

    Fault location in shipboard power distribution system using fuzzy decision making method

    İZZET EMRE AFACAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2005

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. MUSTAFA BAĞRIYANIK

Geri Dön