Ti6Al4V  implantların elektroforetik biriktirme yöntemi ile hidroksiapatit kaplanması
Hydroxyapatite coating on Ti6Al4V  implants by electrophoretic deposition method
Yazar: UĞUR DENİZ YAVAŞ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ENBİYA TÜREDİ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Kemik mineral bileşimine benzer yapısı, biyouyumluluğu ve osteokondüktif özellikleri nedeniyle hidroksiapatit [Ca10(PO4)6OH2] kemik, diş, implant ve kaplamalar ile ilgili klinik uygulamalarda sıklıkla kullanılmaktadır. Ti6Al4V metalik implantları ise vücutta yüksek biyouyumluluk ve mekanik olarak iyi bir özellik gösterdiğinden dolayı tıbbi uygulamalarda tercih edilmektedir.
Bu çalışmada Sol-Jel yöntemiyle hidroksiapatit tozları üretilmiştir ve Elektroforetik biriktirme (EPD) yöntemiyle Ti6Al4V implantlar üzerine kaplanmıştır. Toz üretimi için kalsiyum nitrat tetrahidrat ve diamonyum hidrojen fosfat ayrı ayrı çözündürülerek çözeltiler hazırlanmıştır. Sonrasında bu çözeltiler karıştırılıp NH4OH ile pH ayarlanmıştır. Oda sıcaklığında 24 saat yaşlandırmadan sonra ultrasonik karıştırıcıda karıştırılmış ve saf su ile yıkama ve filtrasyon işleminden geçirilmiştir. Daha sonra çözelti etüvde 80°C'de 24 saat kurutulmuş ve hidroksiapatit (HA) tozları elde edilmiştir. Bu sırada Ti6Al4V implantları zımpara işleminden geçirildikten sonra aseton çözeltisi içerisinde ultrasonik karıştırıcıda karıştırılmıştır. EPD için hazırlanan Hidroksiapatit – etanol çözeltisine az miktar sodyum dodesil sülfat (SDS) eklenmiştir ve 15, 20, 25 Volt ve 5 veya 10 dakika süre parametreleriyle kaplama yapılmıştır. Üretilen HA tozlarına taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı X-Işını analizi (EDX) ve X-Işını kırınımı (XRD) analizleri yapılmıştır. Kaplanan implantların kesitine ve kaplama kalınlıklarını incelemek amacıyla SEM analizi yapılmıştır. Bunun yanı sıra yüzey pürüzlülüğü ve Mikrosertlik ölçümleri de yapılmıştır Yapılan incelemeler sonucunda kaplamaların kalınlıkları, dağılımları, pürüzlülüğü ve sertlikleri tespit edilmiş ve ölçülmüştür.

Abstract:
Because of its similar structure to bone mineral, biocompatibility and osteoconductive properties, hydroxyapatite [Ca10(PO4)6OH2] is frequently used in clinical applications related to bone, teeth, implants and coatings. Ti6Al4V metallic implants are preferred in medical applications due to their high biocompatibility and mechanically good properties in the body.
In this study, hydroxyapatite powders were produced by Sol-Gel method and coated onto Ti6Al4V implants by electrophoretic deposition (EPD) method. Calcium nitrate tetrahydrate and diammonium hydrogen phosphate were separately dissolved to prepare solutions for powder production. Subsequently, these solutions were mixed and pH adjusted with NH4OH. After aging at room temperature for 24 hours, the mixture was stirred in an ultrasonic mixer and washed with pure water and filtered. The solution was then dried at 80°C for 24 hours and Hydroxyapatite (HA) powders were obtained. Meanwhile, Ti6Al4V implants were grounded and then mixed in an acetone solution in an ultrasonic mixer. A small amount of sodium dodecyl sulfate (SDS) was added to the HA-ethanol solution prepared for EPD and the coating was done with parameters of 15, 20, 25 Volt and 5, 10 minutes. Scanning Electron Microscope (SEM), Energy Dispersive X-ray (EDX) and X-Ray Diffraction (XRD) analyzes were performed on the HA powders produced. SEM analysis was performed to examine at the cross-section of coated implants and coating thicknesses. Surface roughness and microhardness measurements were also made. The thicknesses, distributions, roughness and hardness values of the coatings were determined and measured.