Boşluklu yapıda hidroksiapatit üretiminde üre boyutunun ve oranının mekanik özellikler ve yapı üzerindeki etkisi
Effects of urea size and content on the mechanical properties and structure at the production of porous hydroxyapatite
Yazar: MESUT HANZADE
Danışman: DOÇ. DR. ÖNDER ALBAYRAK
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Hidroksiapatit (HA), kimyasal bileşiminin kemik dokusuna benzerlik göstermesi ve biyouyumlu olması nedeniyle insan vücudunda canlı dokuların işlevlerini yerine getirmek amacıyla kullanılan doğal ya da sentetik malzemelerdendir. HA, biyouyumlu olması, toksik ve alerjik etki göstermemesi nedeniyle hücre çoğalması, kemik büyümesi ve ilaç salınımı dahil olmak üzere biyomedikal uygulamalarda yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Tıbbi uygulamalarda yoğun ve boşluklu yapıda kullanılmakta olup; yoğun yapı mekanik dayanım açısından, boşluklu yapı ise içinde kemik büyümesine imkan sağlaması açısından avantaj sağlamaktadır. Boşluklu HA yapısında, zamanla çevre kemiğin boşluklar içine doğru büyümesi implantın dayanımı üzerinde olumlu etki yaratmakta olup; bu durum boşluk boyutu ve miktarının önemini ortaya çıkarmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında, boşluklu HA yapısında boşluk boyutu ve boşluk miktarının yapısal ve mekanik etkilerini incelemek amacıyla boşluk yaratıcı parçacık olarak farklı parçacık boyut dağılımlarına sahip (125-250, 250-500 ve 600-850 μm) üre, kontrol numunesi dahil 4 farklı oranda (ağ. %0, 10, 25, 50) kullanılmıştır. "Karıştırma, pelet haline getirme, sinterleme" işlemleri sonrasında elde edilen boşluklu yapıya sahip HA/üre numunelerine XRD, FT-IR analizleri, SEM incelemesi, yoğunluk ve mikrosertlik testleri yapılmış; üre boyutunun ve oranının mekanik özellikler ve yapı üzerindeki etkileri belirlenmiştir. Yapılan XRD analizlerinden yapının HA olduğu ve yan faz oluşmadığı belirlenmiştir. FT-IR analizlerinden ise farklı bir fonksiyonel grup olmadığı belirlenmiştir. Mikrosertlik testinde sinterleme işlemi sonrası numunelerin içerisinden üre uçarak, yapı içerisinde sadece HA kaldığından dolayı sonuçların birbirine yakın olduğu ve belirgin bir farklılık olmadığı belirlenmiştir. Mikrosertlik değerlerinde belirgin bir farklılık için yoğunluk değerleri ölçülmüştür. Yoğunluk değerleri ile SEM görüntüleri kıyaslanmış ve birbirileriyle uyuştuğu görülmüştür. Sonuç olarak ürenin, boşluklu yapıda HA üretmek için başarılı bir yöntem olduğu ve HA'nın bozunması üzerine bir etkisinin olmadığı bulunmuştur.

Abstract:
Hydroxyapatite (HA) is a natural or synthetic material used to perform the functions of living tissues in the human body because of its chemical composition similar to bone tissue and biocompatible. HA is widely used in biomedical applications, including biocompatibility, toxic and allergic effects, cell proliferation, bone growth and drug release. It is used in medical applications for dense and hollow structures; the dense structure gives an advantage in terms of mechanical strength, and the hollow structure gives an advantage in terms of enabling bone growth. In the hollow HA structure, the growth of the surrounding bone into the cavities over time has a positive effect on the strength of the implant; this reveals the importance of the size and amount of space. Within the scope of this thesis, urea with different particle size distributions (125-250, 250-500 and 600-850 μm) as void-forming particles was investigated in 4 different locations, including the control sample, in order to investigate the structural and mechanical effects of void size and void size in hollow HA structure (% wt. 10, 25, 50) were used. XRD, FT-IR, SEM, density and microhardness tests were performed on the HA / urea samples with voided structure obtained after "mixing, pelletizing, sintering" the mechanical properties and the effects on the structure of urea size and ratio have been determined. From the XRD analyzes made, it was determined that the construction was HA and no side-phase formation. It was determined that there was no different functional group from the FT-IR analyzes. In the microhardness test, it was determined that after the sintering process, urea was flown from within the specimens and the results were close to each other due to only HA remaining in the structure and there was no significant difference. Density values were measured for a significant difference in microhardness values. Density values and SEM images were compared and found to be consistent with one another. As a result, it has been found that Urenin is a successful method for producing HA in voided structure and has no effect on HA degradation.