A study on development of machinable calcium phosphate based bio-composites with zirconia, boron oxide and lanthanum oxide
Zirkonya, bor oksit ve lantanyum oksit ilave edilmiş kalsiyum fosfat bazlı işlenebilir biyokompozitlerin geliştirilmesi üzerine bir çalışma
- Tez No: 381041
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ZAFER EVİS, YRD. DOÇ. DR. METİN ÖZGÜL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmanın hedefi saf hidroksiapatit ve zirkonya, bor oksit ve lantanum oksit içeren hidroksiapatit kompozitlerin mikroyapı, mekanik ve biyolojik özelliklerinin incelenmesidir. Hidroksiapatit, çöktürme metoduyla sentezlenmiş ve 1100°C'de bir saat boyunca sinterlenmiştir. Bor oksit içeren kompozitlerin yoğunluk miktarı azalırken zirkonya içeren sinterlenmiş kompozitlerin göreceli yoğunluğu artmıştır. Fiziksel ve yapısal analiz için Xışını kırınımı, taramalı electron mikroskobu, enerji dağılımlı X-ışını spektroskopi, cıva intrüzyon porozimetri ve kızıl ötesi spektroskopi incelemeleri yapılmıştır. Bor oksit ve zirkonyanın yer değişiminden dolayı, β- TCP fazı az miktarlarda hidroksiapatit'in yanında gözlemlenmiştir. Taramalı electron mikroskob sonuçları, kompozit tozların eklenmesinin zirkonya grubunda daha küçük boyutta taneciklere neden olduğunu göstermişken, bor oksit grubunda daha büyük boyutta taneciklere neden olduğunu göstermiştir. Farklı atomların varlığı ve bunların ağırlık oranları enerji dağılımlı X-ışını spektroskopi ile bulunmuştur. Cıva intrüzyon porozimetri testi kompozitlerin porozite yüzdesini göstermiştir. Kızıl ötesi spektroskopi analizinde, hidroksiapatitin karakteristik şeritlerine ek olarak zirkonya, bor oksit ve lantanyum oksit yer değişimini belirten yeni şeritler örneklerde gözlemlenmiştir. Mikrosertlik testi, zirkonya'nın belirli bir miktara kadar örneklerin mekanik özelliklerine olumlu katkısı olduğunu gösterirken, bor oksit'in yer değişiminin örneklerin mekanik özelliklerine olumsuz katkısı olduğu görülmüştür. Biyouyumluluğu değerlendirmek için, örneklere deney ortamında Saos-2 hücreleri kullanılarak sitotoksisite testleri yapılmıştır. PrestoBlue® yaşayabilirlik testi örneklerin yüzeyinde hücre artışının analizi için kullanılmıştır. Zirkonya içeren kompozitlerde daha iyi biyouyumluluk ve bor oksit içerenlere göre daha yüksek hücre bağlanma oranı gözlemlenmiştir. Taramalı electron mikroskobundan alınan görüntüler, örneklerin yüzeyindeki hücrelerin morfolojilerinin incelenmesi için kullanılmıştır. Bütün örneklerde, numunelerin yüzeylerinin kusursuz hücre-malzeme etkileşimine sahip hücre katmanlarıyla kaplı olduğu gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
The aim of this study was to investigate the microstructure, mechanical and biological properties of pure hydroxyapatite and composites of hydroxyapatite with zirconia, boron oxide and lanthanum oxide. Hydroxyapatite was synthesized via precipitation method and sintered at 1100°C for 1 h. It was observed that relative density of the sintered composites including zirconia was increased while the density of composites including boron oxide decreased. For physical and structural analysis, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, mercury intrusion porosimetry and Fourier transform infrared spectroscopy examinations were performed. Due to boron oxide and zirconia substitution, small amounts of β-TCP phase were detected besides hydroxyapatite. Scanning electron microscopy results revealed that addition of composite powders resulted in smaller grains for zirconia group and bigger grain size for boron oxide group. Presence of different atoms and their corresponding weight ratios were determined by energy dispersive X-ray spectroscopy. Mercury intrusion porosimetry test showed the percent porosity of the composites. In Fourier transform infrared spectroscopy analysis, in addition to the characteristic bands of hydroxyapatite, novel bands indicating the substitution of zirconia, boron oxide and Lanthanum oxide were observed in samples. The microhardness test revealed that zirconia had a positive effects on the mechanical properties of the samples up to a certain amount, while substitution of the boron oxide had a negative effect on their mechanical properties. In order to evaluate the biocompatibility, in vitro cytotoxicity tests were performed using Saos-2 cells. PrestoBlue® assay viability test was used to analyze cell proliferation on the surface of samples. It was observed that composites including zirconia have a better biocompatibility and higher cell attachment rate than those including boron oxide. Scanning electron microscopy images were examined to observe morphology of the cells on the surface of the samples and it was observed that in all samples, the surface of the pellets were covered with cell layers showing perfect cell-material interaction.
Benzer Tezler
- Kromit cevherinin bazalt esaslı işlenebilir cam-seramiklere etkileri
The effects of chromite ore on basalt based machinable glass-ceramics
TURHAN BAŞARAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EDİZ ERCENK
- KBMTS A knowledge base machine tools selection program for cylindrical and prosmatic components
KBMTS dönel ve prizmatik parçalar için bilgi tabanlı tezgah seçim programı
WALİD AYACHE
Yüksek Lisans
İngilizce
1997
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKKI ESKİCİOĞLU
- Kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi yöntemi ile MoAlB ve Mo-MoAlB intermetalik matrisli kompozit üretimi
Production of MoAlB and Mo-MoAlB via self propagating high-temperature synthesis
YELİZ KIZILYEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEVAT BORA DERİN
- Li2O - ZnO - Al2O3 camlarının kontrollü kristalizasyonu ve cam seramiklerin karakterizasyonu
The Controlled crystallization of Li2O - ZnO - Al2O3 - SiO2 glasses and the characterization of glass ceramics
ENGİN MAYTALMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDEM DEMİRKESEN
- Pirinç alaşımlarının farklı sıcaklık ve tutma sürelerinde çinkosuzlaşma davranışlarının incelenmesi
Investigation of dezincification behaviours of brass alloys at different temperatures and holding times
CANER KARADEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NECİP ÜNLÜ