İmplantlarda kullanılan metal malzemelerin farklı yaşlandırma teknikleri altında incelenmesi
Investigation of metal materials used in implants under different aging techniques
- Tez No: 982954
- Danışmanlar: PROF. DR. AYSEL ERSOY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Biyomühendislik, Metallurgical Engineering, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kemik ve eklem bozuklukları dünya çapında milyonlarca kişiyi doğrudan etkileyen önemli bir sağlık sorunudur. Bu durum cerrahi müdahaleleri ve biyomedikal implantlara duyulan ihtiyacı artırmıştır. İmplantların yaklaşık %70-80'i metalik biyomalzemelerden imal edilmektedir. Gelişen teknoloji ve yöntemler, ortopedik uygulamalardaki araştırmaların metalik biyomalzemelerin geliştirilmesini sağlamıştır. Metalik malzemelerin performanslarını artırmak için seramik takviyeler metal matris kompozitlere dahil edilmektedir. Bu çalışmada, biyomedikal implant uygulamaları için geleneksel toz metalurjisi yöntemi kullanılarak B4C katkılı CoCrMo, Ti ve 17-4 PH matrisli kompozitler üretilmiştir. Farklı oranlardaki B4C katkısının mekanik özellikler ve korozyon direncine olan etkisi araştırılmıştır. Kompozitlerin mikroyapıları taramalı elektron mikroskobu kullanılarak incelenmiştir. Mekanik ve korozyon performansları ise sertlik, aşınma, ultrasonik elastisite modülü ölçümleri, elektriksel iletkenlik ve elektrokimyasal korozyon testleri (Potansiyodinamik Polarizasyon ve Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi) ile değerlendirilmiştir. Performans ölçümlerinin tutarlılığı ve güvenilirliği Weibull Analizi ile doğrulanmıştır. Bulgular, B4C ilavesinin biyomedikal alaşımların özelliklerini değiştirebileceğini ve B4C takviyeli biyomedikal implantlar için mühendislik avantajları sunabileceğini göstermiştir. B4C katkısı CoCrMo, Ti ve 17-4 PH alaşımlarının sertlik, elastisite modülü ve korozyon hızı değerlerini artırırken aşınma yüzdesi, iletkenlik ve yüzey oksit film korozyon dirençlerini düşürmüştür. CoCrMo-5B4C, Ti-5B4C ve 17-4PH-6B4C kompozitleri gösterdikleri üstün özellikleriyle biyomedikal implant uygulamalarında kullanılabilecek kompozitler olarak öne çıkmıştır. İmplant uygulamaları açısından B4C katkılı Ti kompozitleri, B4C katkılı CoCrMo ve 17-4 PH kompozitlerine göre daha üstün sonuçlar ortaya koymuştur. Ti-5B4C, yüksek aşınma direnci, düşük korozyon oranı ve insan kemiğine yaklaşan elastisite modülü değerleriyle en dengeli kompozit olarak belirlenmiştir. Bu çalışma ile Ti-B4C kompozitlerinin, gelişmiş implant teknolojilerinde, ortopedik ve diş implantlarında, omurga sabitleme cihazlarında ve diğer yük taşıyan biyomedikal uygulamalarda kullanımının uygun olduğu yapılan deneyler ile gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Bone and joint disorders represent a significant health concern, impacting millions of individuals globally. This phenomenon has led to an augmented demand for surgical interventions and biomedical implants. Approximately 70-80% of implants are manufactured from metallic biomaterials. The development of technologies and methodologies has facilitated research in orthopedic applications, enabling the focus on the development of metallic biomaterials. Ceramic reinforcements are incorporated into metal matrix composites with the objective of increasing the performance of metallic materials. In this study, B4C-doped CoCrMo, Ti, and 17-4 PH matrix composites were produced using conventional powder metallurgy for biomedical implant applications. The present study investigated the effect of varying amounts of B4C doping on mechanical properties and corrosion resistance. The microstructures of the composites were examined using scanning electron microscopy. Mechanical and corrosion performances were evaluated by hardness, wear, ultrasonic elasticity modulus measurements, electrical conductivity and electrochemical corrosion tests (Potentiodynamic Polarization and Electrochemical Impedance Spectroscopy). The consistency and reliability of the performance measurements were verified by Weibull analysis. The findings indicated that the addition of B4C has the potential to modify the properties of biomedical alloys, thereby offering engineering advantages for B4C-reinforced biomedical implants. B4C reinforcement increased the hardness, elasticity modulus and corrosion rate values of CoCrMo, Ti and 17-4 PH alloys, while decreasing the wear percentage, conductivity and surface oxide film corrosion resistance. CoCrMo-5B4C, Ti-5B4C, and 17-4PH-6B4C composites have been identified as composites with the potential for utilization in biomedical implant applications due to their exceptional properties. With regard to implant applications, B4C-reinforced Ti composites exhibited superior outcomes in comparison to B4C-reinforced CoCrMo and 17-4 PH composites. Ti-5B4C was identified as the most balanced composite due to its high wear resistance, low corrosion rate, and elasticity modulus values that similar those of human bone. This study has demonstrated through experiments that Ti-B4C composites are suitable for use in advanced implant technologies, orthopedic and dental implants, spinal immobilization devices and other load-bearing biomedical applications.
Benzer Tezler
- Evaluation of bioimplants surface nano-micro design by chemical mechanical polishing against alternative methods
Başlık çevirisi yok
RIAID HADI SALIH ALSAEEDI
Doktora
İngilizce
2019
Makine MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖZGÜR ERTUNÇ
- Ti6Al4V implantlar üzerine elektroforetik yöntem ile antibakteriyel malzemelerin kaplanmasının osseintegrasyona etkilerinin araştırılması
Research of the effects of coating antibacterial materials on osseintegration by electrophoretic method on Ti6Al4V implants
TUĞBA EKİNCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mühendislik BilimleriAfyon Kocatepe ÜniversitesiNanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL YILDIZ
- Effects of pressure and bias voltage on the morphology and properties of refractory WNbMoV high entropy thin films coated via magnetron sputtering
Basınç ve bıas voltajının, magnetron sıçratma yoluyla kaplanmış refrakter WNbMoV yüksek entropili ince filmlerin morfolojisi ve özellikleri üzerindeki etkileri
SEVDA JAFARI AGHDAM
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU
- Doğrudan metal lazer sinterleme yöntemiyle dental implant üretimi
Manufacturing of dental implants by direct metal laser sintering method
MEHMET AKİF ERSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OĞUZ ÇOLAK
- Farklı sac kalıp malzemeleri üzerine elektrospark biriktirme yöntem parametrelerinin araştırılması
Investigation of electrospark deposition method parameters on different sheet mold materials
ORHAN DEMİRBİLEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NECİP ÜNLÜ