Farklı Bileşimlerde Hidroksiapatit Esaslı Biyoseramiklerin Üretimi, Mekanik Özelliklerinin ve Vücuda Uyumluluklarının İncelenmesi

Tez Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Marmara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Metal Eğitimi Anabilim Dalı, Türkiye

Tez Danışmanı: Serdar Salman

Tezin Onay Tarihi: 2017

Tezin Dili: Türkçe

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmada, Across Organics firmasından temin edilen ticari saflıktaki hidroksiapatit (HA) tozuna ilk olarak ağırlıkça %2.5 ve %5 oranlarında olmak üzere alümina (Al2O3) ilavesi ile HA-Al2O3 ikili bileşimleri ve daha sonrasında ise oluşturulan HA-Al2O3 ikili bileşimlerine yine ağırlıkça %0.5, %1.5 ve %2.5 oranlarında olmak üzere seryum oksit (CeO2), lantanyum oksit (La2O3) ve ytriyum oksit (Y2O3) ilaveleri gerçekleştirilerek üçlü bileşime sahip biyoseramiklerin üretimi sağlandı. Daha sonrasında ise; farklı sinterleme sıcaklıklarına ve toz karışım oranlarına bağlı olarak oluşturulan ikili ve üçlü bileşimlerin matris malzemesi olarak kullanılan HA’ nın mikroyapısal, mekanik ve invitro biyoaktivite özelliklerine etkileri incelendi. Sinterlenmiş numunelerin mikroyapısal ve mekanik özelliklerin belirlenmesinde X-ışınları difraksiyonu (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), %boyca kısalma, yoğunluk, %porozite, %kısmi yoğunluk, ortalama tane boyutu, tane büyümesi için gerekli olan aktivasyon enerjisinin belirlenmesi, sertlik, kırılma tokluğu, basma ve üç noktadan eğilme testleri, invitro biyoaktivite özellikleri ise 3, 7, 15 ve 30’ ar günlük bekleme sürelerinde her gün tazelenmiş olan yapay vücut sıvısında (SBF) gerçekleştirildi. Matris malzemesi olarak kullanılan ticari saflıktaki HA 1200 ve 1300oC’ lik sıcaklıklarda dekompoze olmaya başlar. Bu sıcaklıklarda yoğunluk, kısmi yoğunluk, sertlik, boyca kısalma oranlarında artış olsa da, kırılma tokluğu, basma ve üç noktadan eğilme dayanımlarının azaldığı gözlemlendi. Ayrıca, mikroyapıda aşırı tane büyümelerine ilaveten tane içi ve sınırlarında mikroçatlakların olduğu belirlendi. HA’ e ilave edilen Al2O3 ve diğer oksit seramikler ile oluşturulan ikili ve üçlü bileşimlere ait XRD analizlerinde, dekompoze olma sıcaklığının 900oC’ ye düştüğü, artan sinterleme sıcaklıklarına ve Al2O3 oranına bağlı olarak HA-Al2O3 bileşimlerinde dekompoze olma oranlarının arttığı saptanmıştır. HA-Al2O3 ikili bileşimine katılan diğer oksit seramikler ile dekompoze olma oranlarında azalmalar belirlenmiştir. Monolitik HA’ e diğer oksit seramiklerin katılmasıyla, aşırı tane büyümesi ve mikroçatlak oluşumlarının azaltılabileceği SEM incelemeleri ile ortaya çıkarılmıştır. Deneyler sonucunda, monolitik HA’ e ait mekanik ve fiziksel özellikler ve ikili, üçlü bileşimlerle bu özelliklerin nasıl arttığı belirlendi. İnsan vücudunda dayanım gerektirecek yerlerde kullanılabilecek özelliklere sahip biyoseramikler üretildi. İn-vitro biyoaktivite incelemeleri neticesinde, en yüksek oranda basma mukavemetine sahip numunelerin yüzeylerinde apatit tabakalarının oluşumları gözlemlendi. Bu incelemelerde, biyoaktivitenin monolitik HA ve HA-Al2O3’ ya ilave edilen oksit seramiklerle artırılabileceği belirlenmiştir.