Biyomedikal uygulamalar için nano boyutlu hidroksiapatit üretimi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of nano-sized hydroxyapatite for biomedical applications
Yazar: FERAY BAKAN
Danışman: PROF. DR. HANİFİ SARAÇ
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Teknolojinin hızla gelişmesiyle küreselleşen dünyada makro yapılardan mikro yapılara doğru bir gidiş söz konusudur. Bilim adamları bu bağlamda yeni ve ileri teknolojik malzemeler üretme ve geliştirme konusundaki çalışmalarını oldukça yoğunlaştırmışlardır. Beklentiler çok ve farklı olunca, üretim için kullanılan maddeler de bu ihtiyaca cevap verebilecek şekilde çok ve çeşitli olabilmektedirler. Bu yüzden bu alanda bulunan her yeni bileşik ve geliştirilen her yeni tekniğin çok büyük önemi vardır.Bu amaçla yapılan çalışmada, sol-jel yöntemi kullanılarak, biyoaktif, biyoinert ve kemik iletkenliği özeliklerinden dolayı biyomedikal implant uygulamalarında ve kemik yenilenmesinde yaygın olarak kullanılan nano-hidroksiapatit (n-HA) üretimi irdelenmiştir. Uygulanan yöntemde kalsiyum ve fosfor kaynağı olarak sırasıyla, kalsiyum nitrat tetrahidrat (Ca(NO3)2.4H2O) ve amonyum dihidrojen fosfat (NH4H2PO4) kullanılmıştır. Sol jel reaksiyonu aynı yöntem kullanılarak farklı reaksiyon şartlarında su bazlı ve alkol bazlı olmak üzere iki farklı şeklide gerçekleştirilmiştir Her iki uygulamada işlem değişkenleri olarak, yaşlandırma süresi ve sürfaktanların, n-HA'nın yapı ve morfolojisine etkileri incelenmiştir. Sentezlenen numunelerin yapılarını belirlemek için XRD, FTIR ve TG/DTA, morfolojilerini belirlemek için ise SEM ve HRTEM analizleri yapılmıştır.Sonuç olarak; karakterizasyon analizlerinden hem su bazlı hem de alkol bazlı reaksiyonlarda sürfaktanlı ve sürfaktansız reaksiyon ortamlarında, iğne yapılı ve ortalama partikül çapı 10-20 nm olan saf n-HA üretimi, literatürdeki çalışmalardan farklı olarak herhangi bir mekanik öğütme işlemine gerek duyulmaksızın başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
In a world that is rapidly, becoming globalized there is a trend away from macro structures towards microstructures. In this context, scientists have stepped up their efforts for the production and development of new and advanced technological materials. When the expectations are widely divergent, the materials that meet these differing requirements are also extremely varied in their nature. Therefore, every new technique that exists or is developed in this field is of great importance.In the study carried out in accordance with these objectives, the sol-jel method was used to examine the production of nano-hydroxyapatite (n-HA) that is widely used in bio-medical applications and bone renewal, due to its bioactive, bio-inert and osteoconductive properties. In the method applied, calcium nitrate tetrahydrate (Ca(NO3)2.4H2O) and ammonium dihydrogen phosphate (NH4H2PO4) was used as the calcium and phosphate precursors respectively. The sol jel reaction was accomplished in two different ways, water base and alcohol base, by using the same method but under different reaction conditions. In both applications, the effect of the aging time and surfactants on the structure and morphology of n-HA was examined. In order to determine the structure of synthesized samples; XRD, FTIR and TG/DTA analyses was used while SEM and HRTEM analyses were carried out in order to determine the sample morphologies.In conclusion; from characterization analysis, different from existing literature applications; pure, needle like n-HA with average particle size of 10-20 nm was produced successfully without the need for a mechanical grinding process by water based and alcohol based reactions in both with and without surfactant mediums.