Elektroeğirme yöntemiyle bor katkılı hidroksiapatit nanoliflerin üretim ve karakterizasyonu
Production and characterization of boron doped hydroxyapatite nanofibers via electrospinning method
Yazar: ABDULLAH KÜÇÜK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ATİLLA EVCİN
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Borik asit = Boric acid ; Elektroeğirme yöntemi = Electrospinning method ; Kalsiyum hidroksiapatit = Calcium hydroxyapatite ; Nanolif = Nanofiber

Özet:
Yapılan bu tez çalışmasında; insan vücudunda zarar gören organların onarımı, yeniden yapılandırılması veya yerini alması için elektroeğirme yöntemiyle saf titanyum yüzeyine bor içeren HA kaplanarak, malzemenin bağlanma kabiliyetini arttırmak amaçlanmıştır. Bu amaca yönelik bor içeren hidroksiapatit nanolifler üretilerek; DTA/TGA, SEM, EDS, AFM, XRD ile yapısal karakterizasyonu, temas açısı ve serbest yüzey enerjileri ölçülerek de yüzey karakterizasyonu yapılmıştır.İlk olarak sol-jel yöntemiyle katkısız ve borik asit katkılı HA çözeltileri hazırlanmıştır. Daha sonra elektroeğirme yöntemi kullanılarak alüminyum folyo ve yüzey modifikasyon işlemi uygulanmış saf titanyum üzerine nanolif üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu aşamada aynı zamanda akış hızı, elektrik alanı, uç ile levha arasındaki mesafe gibi farklı üretim parametreleri incelenerek; 15 kV voltaj, 6 cm mesafe ve 0,5 ml/sa akış hızında en iyi üretim sonuçları alınmıştır. Üretim sonrası lifler hava ortamında 500 ºC `de ısıl işleme tabi tutarak gerekli dönüşümler sağlanmıştır. Isıl işlem sonrası yapı korunarak 300 nm altında lifler elde edilmiştir. Borik asit katkısının 0,0033 mol olduğu numunelerde, katkısız numunelere göre daha yoğun ve homojen lifler elde edilmiş olup, yüzey alanının ve yüzey enerjisinin artması ile malzemenin adhezyon özelliği geliştirilmiştir.

Abstract:
It is aimed to enhance the adhesion ability of the material via coating boron containing HA to the surface of pure titanium by electrospinning method in this study in order to repair, reconstruct or replace the organs damaged in the human body. For this purpose; boron containing HA nanofibers were produced and structurally characterized with DTA/TGA, SEM, EDS, AFM, and XRD. Surface characterization has also been performed by measuring contact angle and free surface energy.Firstly, pure and boric acid doped HA solutions have been prepared with the sol-gel method. Afterwards, nanofibers were produced on aluminum foil and pure titanium with a modified surface by using the electrospinning method. The best production conditions were determined as 15 kV electric voltage, 6 cm tip to sheet distance and 0,5 ml/h flow rate via examining different production parameters such as flow rate, electric field, and the distance between tip and sheet. Post production the necessary transformations have been assured via exposing the fibers to heat treatment 500 ºC at the air atmospheric environment. After heat treatment, by conserving the structure, nanofibers below 300 nm have been obtained. In the samples that boric acid is 0,0033 mole, more dense and homogenous fibers as per pure samples have been obtained and together with the increase in the surface energy and surface field adhesion properties of the material have been improved.