Titanyum niyobyum ve zirkonyum katkılı 316l paslanmaz çeliklerin in vitro biyouyumlarının araştırılması


Thesis Type: Postgraduate

Institution Of The Thesis: Marmara Üniversitesi, Turkey

Approval Date: 2015

Thesis Language: Turkish

Student: Büşra Öztürk

Consultant: NAGİHAN GÜLSOY

Abstract:

Biyomedikal uygulamalarda kullanmak amacıyla uzun yıllardır yapılan materyal araştırmaları ile metallerin ve alaşımlarının geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Bu metallerden olan 316L ve 316L alaşımlarının gerek korozyon dayanımları gerekse mekanik özelliklerinden dolayı biyouygulamalarda yaygın kullanım alanları bulunmaktadır. 316L alaşımlarının geliştirilebilmesi için biyomalzeme araştırmaları yapılmaktadır ve bu araştırmaların en önemli noktası üretilen yeni biyomalzemelerin biyouyumluluğunun arttırılmasıdır. Biyomalzeme araştırmaları için malzeme yüzeyinin işlevselliği, malzemenin içeriği ve korozyon dayanımı oldukça önemli noktalardır. Fakat malzeme özellikleri ve uygulanacağı biyolojik sistem arasındaki korelasyon çok karmaşıktır. İşte bu amaç doğrultusunda biyomalzemelerin uyumunu belirlemek için sitotoksisite testleri yapılmaktadır. Bu çalışmada 316L ösenitik tip paslanmaz çeliğe titanyum (Ti), niyobyum (Nb) ve zirkonyum (Zr) katkıları yapılarak in vitro biyouyumlulukları değerlendirildi. Bu amaçla hazırlanan örneklerin biyouyumluluğunu değerlendirmek için Tripan Mavisi, MTT, ROS, SEM, ICP-MS ve SBF testleri yapıldı. 3T3 fibroblast hücre hattı kullanıldı ve 25T kültür kaplarına 1×105 hücre yoğunluğunda ekildi. Tripan mavisi testi sonuçları; 316L, 316L-Ti, 316L-Nb and 316L-Zr biyomalzemeleri için sırasıyla 96%, 92%, 95%, 90%, ve MTT testi için sonuçlar 100%, 108%, 103%, 107% olarak tespit edildi. ROS analizinde tüm test grupları birbirlerine çok yakın bulundu. Biyomalzemelerin yüzeyinde ki 3T3 fibroblast hücreleri SEM ile görüntülendi ve morfolojilerinin değişmediği görüldü. SBF testinde hidroksiapatit oluşumunun 316L ile benzer olduğu görüldü. Sonuç olarak yapılan katkılar 316L alaşımlarının biyouyumluluğunu arttırıcı yönde etki gösterdiği ve biyomedikal uygumalar için uygun hale getirmiştir. ABSTRACT EFFECT OF TITANIUM, NIOBIUM AND ZIRCONIUM ADDITIVES ON BIOCOMPABLITIY OF 316L STAINLESS STEEL FOR BIOMEDICAL APPLICATIONS Over the years material research for to be used in biomedical application has been aimed to develop numerous metals and alloys. From these metals, 316L and 316L alloys are being widely used for their mechanical and corrosion resistance properties in biomedical applications. Biomaterial researches are being done to develop 316L alloys, and the most striking point is to improve the biocompatibility of these new materials. For the biomaterials research the functionality of materials surface, content, and corrosion resistance are the most important issues. But the correlation between the material properties and the biological systems are quite complex. For this purpose cytotoxicity tests are being done to determine the compatibility of biomaterials. In this study the effect of titanium (Ti), niobium (Nb), and zirconium (Zr) additives on injection molded austenitic grade 316L stainless steels were determined the for their in vitro biocompatibilities. Trypan Blue, MTT, ROS, SEM, ICP-MS and SBF were performed to evaluate the potential biocompatibilities of the specimens. In the cell culture tests, the 3T3 mouse embryo fibroblast cell line was used and the cells were seeded at the density of 1×105 cell line in 25T flasks. Trypan Blue exclusion assay results were 96%, 92%, 95%, 90%, 91% and MTT results were found to be 100%, 108%, 103%, 107%, 316L, 316L-Ti, 316L-Nb and 316L-Zr, respectively. The results of ROS analysis indicated that the all test groups were nearly same as control group. SEM images demonstrated that of 3T3 cells attached on biomaterials and did not show any morphological changes. In SBF test hydroxyapatite formation were similar to 316L. As a result the additives on 316L improved the biocompatibilities of the alloys and allow them suitable for biomedical applications.