Yeşil prosesle üretilmiş gözenekli hidroksiapatit esaslı hibrit kompozitlerin indüksiyonla sinterlenmesi ve karakterizasyonu
Induction sintering and characterization of porous hydroxyapatite based hybrid composites made with the green process
Yazar: ESRA NUR USTA
Danışman: DOÇ. DR. NERMİN DEMİRKOL ; DOÇ. DR. MEVLÜT GÜRBÜZ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Biyomedikal Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Magnezyum oksit = Magnesium oxide

Özet:
Vücudumuzda yaralanmalar sonucunda hasar gören dokuların onarılması ve  yeniden yapılandırılması için kullanılan biyomalzemelerin vücut ile uyum sağlaması herhangi bir toksik etki oluşturmaması çok  önemlidir. Bu çalışmada kemik atıklarının değerlendirilmesi amacıyla koyun femur kemiğinden gözenekli yapıda koyun hidroksiapatit (KHA), ülkemizde biyomalzeme üretiminde kullanımı yaygınlaşmaya başlayan indüksiyonla sinterleme yöntemi ile üretildi. Yapılan çalışmada; termal yöntem ile koyun femur kemiğini temizleme, yakma, karbon uzaklaştırma ve öğütme işlemlerinden sonra elde edilen hidroksiapatit toz eldesine biyouyumluluğu bozmayacak şekilde ağ.  %1, 5 ve 10 oranlarında MgO takviye edilip bilyalı değirmende karıştırıldı. Bağlayıcı malzeme olarak %2,5 oranında PVA kullanıldı. Tozlar 1200oC 'de 5 dk sürelerde 2 kez indüksiyon fırında sinterlemeye maruz bırakıldı. Elde edilen gözenekli yapıdaki kompozitlerin fiziksel ve mekanik ölçümleri yapıldı ve en yüksek yoğunluğa sahip ağ %1 MgO içeren  kompozite ağ.  %0,1, 0,5 ve 1 oranlarında grafen takviye edildi. Hazırlanan kompozitler kemik-doku benzerliği için test ve analizlere tabi tutuldu. Yoğunluk, porozite miktarı ve basma mukavemeti testi yapıldı. Taramalı elektron mikroskobuyla (SEM) tane morfolojisi , X- ışını kırınımı (XRD) ile oluşan fazlar incelendi. Elde edilen gözenekli (KHA) koyun hidroksiapatitin süngerimsi kemiği karşılar nitelikte mekanik özelliklere sahip olduğu tespit edildi. En iyi yoğunluk ve basma mukavemeti değerlerine sahip olan KHM1 ile KHM1GRF0.1 numunelerin yoğunluk ve basma mukavemeti değerleri sırasıyla 2.771 g/cm3 - 28.42 MPa  ve 2.636 g/cm3 – 26.25 MPa olarak elde edildi. Yapay vücut sıvısı içerisinde 2,3 ve 4 hafta bekletilme süresince statik in vitro biyoaktivite testine tabi tutulan kompozitlerin biyoaktif özellikte oldukları incelemelerde görülen hidroksi karbona apatit tabakası ile tespit edildi.

Abstract:
It is very important that the biomaterials used for the repair and restructuring of the tissues damaged as a result of injuries in our body are compatible with the body and do not cause any toxic effects. In this study, porous sheep hydroxyapatite (CHA) from sheep femur bone was produced by induction sintering method, which has become widespread in biomaterial production in our country, in order to evaluate bone wastes. In the study; A mesh that does not impair biocompatibility to the hydroxyapatite powder obtained after cleaning, burning, carbon removal and grinding processes of sheep femur bone by thermal method. 1, 5 and 10% MgO was supplemented and mixed in a ball mill. 2.5% PVA was used as the binding material. The powders were sintered twice in an induction furnace at 1200oC for 5 minutes. The physical and mechanical measurements of the obtained porous composites were made and the mesh with the highest density was calculated on the composite containing 1% MgO. Graphene was supplemented at 0.1%, 0.5%, and 1% ratios. Prepared composites were subjected to tests and analyzes for bone-tissue similarity. Density, porosity amount and compressive strength tests were performed. Grain morphology was investigated by scanning electron microscopy (SEM) and phases formed by X-ray diffraction (XRD). It was determined that the obtained porous (CHA) sheep hydroxyapatite had mechanical properties that match the spongy bone. The density and compression strength values of KHM1 and KHM1GRF0.1 samples, which had the best density and compression strength values, were obtained as 2.771 g/cm3 - 28.42 MPa and 2.636 g/cm3 - 26.25 MPa, respectively. It was determined that the composites, which were subjected to static in vitro bioactivity test during 2, 3 and 4 weeks of storage in artificial body fluid, were bioactive with the dense hydroxy carbon apatite layer formed.