Ti6AI4V alaşımının içyapı ve yüzey özelliklerinin CaP bileşikleri ile doyurulmuş Mg içerikli MAO filmlerinin oluşumuna etkisi
Effect of mıcrostructure and surface propertıes of Ti6AI4V alloy on the formatıon of Mg doped MAO fılms ımpregnated wıth CaP components
Yazar: SERHAN KÖKTAŞ
Danışman: PROF. DR. AHMET ÇAKIR
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Doğal kemik yapısında bulunan hidroksiapatit fazı ve yine kemik yapısında bulunan pek çok iyonun yüzey modifikasyonları ile metalik malzemelerin üzerine kaplanması veya yüzeyde oluşturulması günümüzde uygulanan yöntemlerdir. Bu çalışmada, biyomedikal uygulamalarda en çok kullanılan metalik malzemelerden biri olan Ti6Al4V alaşımı altlık olarak kullanılmış olup, termal işlemler ile malzeme iç yapısının değiştirilmesiyle yüzey aktivitesi de değiştirilmiştir. Isıl işlem ile elde edilen aktif yüzeylerin, yüzey modifikasyonları ile daha biyouyumlu ve biyoaktif özellik göstermesi amaçlanmıştır. Yüzey modifikasyon yöntemlerinden mikro ark oksitleme (MAO) yöntemi kullanılarak altlık yüzeyinde gözenekli ve kararlı seramik oksit tabakası, magnezyum katkılı kalsiyum fosfatlı elektrolit yardımı ile oluşturulmuş ve oluşan tabakanın malzeme yapısıyla nasıl değişim gösterdiği incelenmiştir. Magnezyum' un ise Ti6Al4V alaşım yüzeyinde oluşan titanium oksit ile birleştirilmesinin biyouyumluluk özelliğini geliştirdiği. MAO ile oluşturulmuş Mg dope edilmiş gözenekli tabakanın, kemik ile implantın sıkıca kaynaşmasına olanak sağladığı bilinmektedir.

Elde edilen kaplamaların faz tanımlamaları Rigaku D-max-2200-PC XRD (X-ray diffractometer) ile; yüzey morfolojileri ve elementel analizler JEOL-JJM 6060 model SEM ve EDS (energy dispersive X-ray spectroscopy) sistem eklentisi ile; yüzey pürüzlülükleri ise XP2 yüzey profilometresi (Ambios XP2 Stylus Profiler) ile belirlenmiştir. Kaplamaların elektrokimyasal karakterizasyonları Gamry Reference 3000 model Potansiyostat/Galvanostat ile gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda yaşlandırma ısıl işlemi ile elde edilen yapıların in-vitro biyoaktivite testlerinde daha hızlı HAp tabakası oluşumu gözlenmiştir.

Abstract:
Coating or forming of hydroxyapatite phase integrated with most ions that exist in natural bone stucture on metallic materials by surface modifications are most applied methods. In this work, Ti6Al4V alloy which is one of the most widely used metallic materials in biomedical applications was used as substrate. Microstructure of this material was modified with the aid of thermal processes. By this means the surface structure of material was also modified. Subsequent to these processes, it is expected that surface modification methods applied on different microstructure would yield more compatible surface to body environment. Porous and stable ceramic oxide layer was formed on surface of substrate with the aid of electrolite including magnesium doped calciumphospate by using micro arc oxidation (MAO) method, one of the most practiced surface modification methods. MAO modified layer was studied to see if there was an alternation depending on material structure. Combining magnesium with titanium oxide formed on surface of Ti6Al4V alloy, is known to improve biocompatibility and bioactivity. MAO modified porous layer   with high adhesion to the surface is reported to provide a suitable interface btw. Bone and implant surface fort he bone cells to grow.

Phase characterization of formed cotatings was detetmined by Rigaku D-max-2200-PC XRD (X-ray diffractometer); surface morphologies and elemental analyses were determined by JEOL-JJM 6060 model SEM and EDS (energy dispersive X-ray spectroscopy); surface roughness was determined by XP2 surface profilometry (Ambios XP2 Stylus Profiler). Electrochemical characterizations of coatings were made by Gamry Reference 3000 model Potentiostat/Galvanostat. As a result of this study materials that have aged structure have better bioactivity, and materials MAO processed in 0.5A/cm2 current density have higher adhesion properties.