Katı hal yöntemi ile bor katkılı bifazik kalsiyum fosfat üretiminde bor oranı ve karışma süresinin yapı ve mekanik özellikler üzerindeki etkisi
Production of boron doped biphasic calcium phosthate by solid state method: The effects of boron content and ball milling time on structure and the mechanical properties
Yazar: SEDA OĞUZ
Danışman: DOÇ. DR. ÖNDER ALBAYRAK
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Hidroksiapatit (HA) [Ca10(PO4)6(OH)2] ve beta-trikalsiyum fosfat (β-TCP) [Ca3(PO4)2] yüksek biyouyumlulukları ve kimyasal açıdan kemikle benzerlikleri nedeniyle yaygın olarak kullanılan biyomalzemelerdendir. Tez çalışması kapsamında, HA ve TCP'nin kendilerine has avantajlarını bünyesinde bulunduracak bifazik kalsiyum fosfat (BCP) elde edilmesine yönelik çalışma yapılmış olup; Bor'un (B) literatürde bahsi geçen kemik oluşumunu hızlandırıcı etkisi, apatit oluşturma yeteneği göz önüne alınarak B katkılı BCP eldesi amaçlanmıştır. Yaş kimyasal metot kullanılarak nanoboyutta, katkısız BCP sentezlenmiş olup; elde edilen BCP tozlar ve ticari olarak temin edilen B kaynağı kullanılarak, katı hal yöntemi ile B katkılı BCP üretimi gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmada, katkı olarak kullanılan B oranının ve katı hal yönteminde kullanılan karıştırma süresinin, yapı ve mekanik özellikler üzerindeki etkisini belirlenmesi amacıyla, üretim aşamasında 2 farklı B oranı (ağ. % 1 ve 2), 2 farklı B kaynağı (H3BO3 ve B2O3) ve 3 farklı karıştırma süresi (2, 6, 18 saat) kullanılmıştır. Sinterleme sonrası yapılan XRD analizlerinde BCP yapı elde edildiği ve kullanılan üretim parametrelere göre farklı oranlarda HA/TCP elde edilebildiği belirlenmiştir. FTIR analizinden, her iki B kaynağı kullanımında da Bor'un yapıya dahil olduğu belirlenmiştir. Elde edilen B katkılı BCP numuneler üzerinde yapılan yoğunluk hesabı, mikrosertlik ve basma dayanımı testleri değerlendirilerek; üretim aşamasında kullanılan farklı B oranlarının, B kaynaklarının ve karıştırma sürelerinin; yoğunluk, sertlik ve basma dayanımı üzerindeki etkileri belirlenmiştir.

Abstract:
Hydroxyapatite (HA) [Ca10(PO4)6(OH)2] and beta-tricalcium phosphate (β-TCP) [Ca3(PO4)2] are some of the widely used biomaterials because of their high biocompatibility and their chemical similarity with bone. Within the scope of this thesis production of biphasic calcium phosphate (BCP), which has the unique advantages of HA and TCP, has been studied. By considering the advantages of Boron (B) such as accelerating effect on the new bone formation and also the ability to form apatite, it is aimed to obtain B doped BCP. BCP powders were produced in nanoscale by using wet chemical method. Synthesized BCP powders and commercially available B sources were used to produce B doped BCP by solid state method. In this study in order to determine the effect of the content of B used as additive and also the time of ball milling process used in solid state method on structure and mechanical properties, 2 different B ratios (1 and 2 wt.%), 2 different B sources (H3BO3 and B2O3) and 3 different ball milling times (2, 6, 18 hours) were used. XRD analysis performed after sintering proved that the BCP structure and also the different ratios of HA/TCP, according to the production parameters, were obtained. It was determined that B is doped into the HA structure regardless to the B source. Density measurements, microhardness and compression tests performed on the obtained B doped BCP samples were evaluated. The effects of the different B contents, B sources and ball milling times on density, hardness and compression strength were determined.