Hidroksiapatit zirkonya kompozitlerinin üretim ve karakterizasyonu
Production and characterization of hydroxyapatite zirconia composites
Yazar: MELİS ÖZMEN
Danışman: PROF. DR. MÜZEYYEN MARŞOĞLU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Üretim Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Hidroksiapatit, % 70 ini meydana getirdiği kemik yapısı ve dişteki mineler gibi doğal sert dokuların bileşimini oluşturmaktadır. Hidroksiapatit (HA) seramikleri kemik ve dişlerin bileşimindeki mineralleri içerdiğinden kemik dokuların onarımı ve ikamesinde biyomalzeme olarak çeşitli medikal uygulamalarda kullanılmaktadır. Hidroksiapatit biyoaktif bir malzeme olarak kabul edilmektedir. Mükemmel biyouyumluluğu ve biyoaktifliği nedeniyle yapay kemik ve dişler için en uygun seramik malzeme olarak görülmektedir. Yanı sıra, hidroksiapatit implant yüzeyindeki kemik yenilenmesini teşvik etmektedir. Böylece ortopedik uygulamalar için uygun bir biyomalzeme olmaya adaydır. Ancak temel zayıflığı kötü mekanik özelliklerinden kaynaklanmaktadır ve yük isteyen uygulamalarda kullanımı sınırlıdır. Hidroksiapatit, kırılganlık ve sertlik zaafiyeti nedeniyle düşük kırılma tokluğu gösterir ve bu yüksek yük dayanımı gerektiren implant uygulamalarında bir engel oluşturmaktadır. Öte yandan, zirkonya ve alaşımları yüksek dayanımları, kırılma toklukları ve iyi biyouyumluluğu nedeniyle incelenmektedir. Bundan dolayıdır ki;biyouyumlu bir malzeme olan zirkonya hidroksiapatite pekiştirici olarak eklendiğinde mekanik özellikleri geliştireceği düşünülmektedir. Bu çalışmadaki amaç, hidroksiapati zirkonya ile pekiştirerek kompozite yüksek mekanik özellikler kazandırmaktır. Bu çalışmada hidroksiapatit, doğal dişten kalsinasyon yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Hidroksiapatitler farklı oranlarda zirkonya ile karıştırılarak kompozit üretilmiştir. Kompozitler farklı sıcaklıklarda sinterlenerek mekanik özellikleri test edilmiş ve en uygun sinter sıcaklığı saptanmıştır.

Abstract:
Hydroxyapatite (HA) is the mineral component of natural hard tissues such as bone structure of which makes up about %70 and essentially all of the enamel in teeth. Hydroxyapatite is regarded to be a bioactive material. It seems to be the most appropriate ceramic material for artificial bones or teeth due to its excellent biocompatibility and bioactivity. Also, HA actively encourages bone regeneration at the surface of the implant hence it has been studied extensively as a candidate biomaterial for its use in orthopedic applications. However, the main weakness of this material lies in poor mechanical properties. HA exhibits low fracture toughness due to its lack of strength and brittleness. This restricts its usage for some applications which need load bearing. On the other hand, zirconia and its alloys have been studied due to its high strenght, fracture toughness and good biocompatibility. Because of that, it is thinking that zirconia by being biocompatible material, when added to HA could improve mechanical properties. The aim of this study is; reinforcing hydroxyapatite with zirconia in order to gain composites have higher mechanical properties. In this study, HA is produced from tooth only by single calcination. Hydroxyapatite powders is mixed with different propotions of zirconia and composites are produced.Composites are sintered in different temperature degree and examined mechanical properties and determined appropriate temperature degree for good mechanical properties.