Biyocam ve hidroksiapatit içeren titanyum matrisli kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of titanium matrix composites containing bioglass and hydroxyapatite
Yazar: GÜL KARAALİOĞLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ YASİN AKGÜL
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, HA ve biyocam kullanılarak Ti6Al4V alaşımının mekanik ve biyouyumluluk özeliklerinin geliştirilmesi hedeflenmektedir. Toz metalurjisi yöntemiyle ağırlıkça farklı oranlarda biyocam ve hidroksiapatit içeren kompozitler üretilmiştir. Üretilen kompozitlerin mekanik, tribolojik ve biyolojik testleri gerçekleştirilmiştir.

Bu çalışmanın literatürde yapılan çalışmalara göre farklılığı, doğal diş dokusuna en yakın biyoaktif seramik olan hidroksiapatit ve literatürde hidroksiapatit malzemesine alternatif geliştirilen ve biyouyumluluğu iyi olan 45S5 biyocam malzemenin birlikte Ti6Al4V alaşımına kompozit edildiği bir çalışmaya rastlanmamıştır. Yapılacak olan bu çalışma ile yeni bir kazanım elde edileceği ön görülmüştür. 

Yapılan mekanik, tribolojik ve biyolojik testler sonucunda, HA ve 45S5 biyocamın benzer karakteristik özellikler gösterdiği sonucuna varılmıştır. Mekanik analiz sonucunda brinell sertlik sonuçlarının yakın değerler göstermesi ve takviye edilen malzemenin mekanik özelliğini iyileştirip doğal kemik dokusuna yakın sertlik derecesine sahip olması diş implantında kullanılmasını destekler nitelikte olduğu fark edilmiştir. Aynı zamanda yapılan aşınma testi sonuçlarına göre malzemeye takviye edilen hidroksiapatit ve 45S5 biyocamın malzemenin aşınmaya karşı direncini arttırmıştır. Kompozit malzemelerin aşınmayı iyileştirilmesi dental alanda kullanılmasına olumlu etki sağlamaktadır. Yapılan korozyon analizi sonucuna istinaden takviye edilen malzemeler Ti6Al4V alaşımının korozyon direncini arttırmıştır. Biyoaktivite testinde daha detaylı ve uzun klinik çalışmaların yapılması 45S5 biyocam takviyesinin malzemeye sağlayacağı avantajlar konusunda daha büyük katkılar sağlayacağı ön görülmüştür. Özetlemek gerekirse, hidroksiapatit ve 45S5 biyocamın Ti6Al4V alaşımına beraber takviye edilmesi dental alanda kullanılan implantlara umut verici olduğu düşünülmektedir.

Abstract:
In this thesis, it is aimed to improve the mechanical and biocompatibility properties of Ti6Al4V alloy by using HA and biocam. Composites containing different ratios of biocam and hydroxyapatite by weight were produced by powder metallurgy method. Mechanical, tribological and biological tests of the composites were carried out.

The difference of this study compared to the studies in the literature is that there is no study in the literature in which hydroxyapatite, which is the closest bioactive ceramic to natural tooth tissue, and 45S5 bioglass material, which is an alternative to hydroxyapatite material and has good biocompatibility, are composited together on Ti6Al4V alloy. It is predicted that a new gain will be obtained with this study.

As a result of mechanical, tribological and biological tests, it was concluded that HA and 45S5 bioglass showed similar characteristics. As a result of the mechanical analysis, it was noticed that the Brinell hardness results showed close values and the reinforced material improved the mechanical properties of the material and had a hardness degree close to the natural bone tissue, which supports its use in dental implants. At the same time, according to the results of the abrasion test, hydroxyapatite and 45S5 bioglass reinforced to the material increased the resistance of the material against abrasion. Improving the wear resistance of composite materials has a positive effect on their use in the dental field. Based on the results of the corrosion analysis, the reinforced materials increased the corrosion resistance of Ti6Al4V alloy. It is predicted that more detailed and longer clinical studies in the bioactivity test will provide greater contributions to the advantages of 45S5 biocam reinforcement to the material. To summarize, co-reinforcement of hydroxyapatite and 45S5 bioglass in Ti6Al4V alloy is considered promising for dental implants.