Ti6Al4V implantlar üzerine elektroforetik yöntem ile antibakteriyel malzemelerin kaplanmasının osseintegrasyona etkilerinin araştırılması
Research of the effects of coating antibacterial materials on osseintegration by electrophoretic method on Ti6Al4V implants
Yazar: TUĞBA EKİNCİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL YILDIZ
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Ortopedik implantlar = Orthopedic implants ; Yüzey kaplama = Surface coating

Özet:
Ti6Al4V gibi titanyum alaşımları ortopedik ve dişçilik uygulamalarında tıbbi implantlar için yaygın olarak kullanılan metalik malzemelerdir. Bununla birlikte, implantları kapsülleyen avasküler fibröz dokunun oluşmasının bir sonucu olarak, bu implantların çevresinde iltihabi reaksiyonlara ilişkin raporlar mevcuttur. Böylece, bu implantların çevre dokularla osseointegrasyonuna yardımcı olmak için metal alaşımı üzerine bir hidroksiapatit tabaka kaplanması önerilmektedir. Hidroksiapatit saf bir kalsiyum fosfat fazıdır ve olumlu osteokondüktif ve biyoaktif özelliklerinden dolayı hem diş hem de ortopedi alanında tercih edilen bir biyomalzemedir. Bunun yanında çinko ve bor elementleri de kendilerini kanıtlamış antibakteriyel özelliklere sahip elementlerdir. 

Bu çalışmada, kaplama işleminden önce levha yüzeylerinin temizlenmesi için zımparalama, taşlama, asitle yaşlandırma ve ultrasonik banyoda bekletme gibi çeşitli işlemler uygulanmıştır. Yüzeyi temizlenen numuneler elektroforetik biriktirme yöntemiyle kaplama işlemine hazır hâle getirilmiştir. Bu yöntemde hidroksiapatit, bor ve çinko tozlarının farklı oranlarda etanole katılmıştır. Etanole ayrıca DMF, SLES ve gliserin eklenmiştir.

Ti6Al4V levhaları üzerine elektroforetik biriktirme yöntemiyle hidroksiapatit, çinko ve bor tozlarının farklı oranlarda katkılandırılmasıyla kaplama yapılmıştır. Kaplama işlemiyle implant olarak kullanılan Ti6Al4V levhasının antibakteriyel ve biyoaktiflik etkinliklerinin artırılması hedeflenmiş, kaplanan numunelere biyoaktiflik, antibakteriyel etkinlik, yüzey pürüzlülük, çizilme testlerinin yanı sıra SEM-EDX analizleri de yapılarak kaplama işleminin osseointegrasyona etkileri araştırılmıştır.

Abstract:
Titanium alloys such as Ti6Al4V are metallic materials commonly used for medical implants in orthopedic and dental applications. However, there have been reports of inflammatory reactions around these implants as a result of the formation of avascular fibrous tissue encapsulating the implants. Thus, it is recommended to coat a hydroxyapatite layer on the metal alloy to aid the osseointegration of these implants with surrounding tissues. Hydroxyapatite (HA) is a pure calcium phosphate phase and is a preferred biomaterial in both dental and orthopedic fields due to its positive osteoconductive and bioactive properties. In addition, zinc and boron elements are elements with proven antibacterial properties.

In this study, various processes such as sanding, grinding, acid aging and soaking in an ultrasonic bath were applied to clean the plate surfaces before coating. The surface-cleaned samples were made ready for coating by the electrophoretic deposition method. In this method, hydroxyapatite, boron and zinc powders were added to ethanol in different proportions. DMF, SLES and glycerin have also been added to ethanol.

Coating was made on Ti6Al4V sheets by adding hydroxyapatite, zinc and boron powders in different proportions using the electrophoretic deposition method. It was aimed to increase the antibacterial and bioactivity activities of the Ti6Al4V plate used as an implant with the coating process, and the effects of the coating process on osseointegration were investigated by performing bioactivity, antibacterial activity, surface roughness, scratch and corrosion tests as well as SEM-EDX analyzes on the coated samples.