Hidroksiapatit esaslı/perlit hibrit biyoseramik kompozit kaplamaların hidrotermal yöntem ile uygulanması ve karakterizasyonu
Application and characterization of hydroxyapatite based / perlite hybrid bioceramic composite coatings by hydrothermal method
Yazar: TUĞÇE ÖZCAN
Danışman: PROF. DR. MEHTAP MURATOĞLU
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, titanyum alaşımı üzerine hidrotermal yöntem kullanılarak hidroksiapatit-perlit ve hidroksiapatit-perlit-kitosan kaplanması hedeflenmektedir. Yüzeyi temizlenmiş Ti6Al4V alaşımları A ve B grubu olarak sınıflandırılmıştır. Kalsiyum kaynağı olarak CaNO3 ve fosfor kaynağı olarak P2O5 kullanılarak, hidrotermal yöntem ile hidroksiapatit(HAP) sentezlenmiştir. Genleştirilmiş perlit(GP) ağırlıkça %5-10-15 oranlarında arttırılıp, %5 kitosan takviye edilerek 15 ml lik solüsyon hazırlanmştır. Daha sonra iki solüsyon birbiriyle karıştırılmıştır. Titanyum alaşımı, solüsyon ile termo kaba konulup,  hidrotermal cihaza 12 saat 180oC'de kaplanmak üzere yerleştirilmiştir. Kaplanmış numuneler kaplama sonrası sıcaklık ve süre açısından kademeli olarak sinterleme ısıl işlemine tabi tutulmuştur. Elde edilen kaplamalar ringer çözeltide 1, 10 ve 15 gün bekletilerek in vitro davranışları gözlenmiştir. Titanyum alaşımı üzerinde biriktirilen HAP/GP kaplamların, taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji yayılımlı X-ışını analizi (EDX), X-ışını kırınım analizi (XRD), fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) analizleri ve kaplama kalınlığı değerleri ölçülüp karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak SEM analizinde gözenekli yapılar gözlemlenmiştir. Buda osteointegrasyonu arttırmaktadır. Ayrıca ön ısıl işlemli numunelerin kaplama kalınlığında daha iyi sonuçlar verdiği gözlemlenmiştir. EDX analizlerinde yüzeyde Ca, P, Al, Si, Ti ve O gözlemlenmiştir. XRD analizi kaplamalarımızın hidroksiapatit olduğunu göstermiştir. FTIR analizinde ise bulunan pikler literatürle benzerlik göstermektedir.

Abstract:
In this study, it is aimed to cover hydroxyapatite-perlite and hydroxyapatite-perlite-chitosan on the titanium alloy by using hydrothermal method. Ti6Al4V alloys with surface cleaned are classified as A and B group. Hydroxyapatite (HAP) was synthesized by hydrothermal method using CaNO3 as calcium source and P2O5 as phosphorus source. Expanded perlite (GP) was increased by 5-10-15% by weight, and a 15 ml solution was prepared by reinforcing 5% chitosan. The two solutions were then mixed together. The titanium alloy was placed in the thermo container with the solution and placed on the hydrothermal device to be coated at 180oC for 12 hours. Coated samples were subjected to gradually sintering heat treatment in terms of temperature and time after coating. The obtained coatings were kept in ringer's solution for 1, 10 and 15 days and their in vitro behavior was observed. HAP / GP coatings deposited on titanium alloy, scanning electron microscopy (SEM), energy diffuse X-ray analysis (EDX), X-ray diffraction analysis (XRD), fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis and coating thickness values were measured and compared. As a result, porous structures were observed in SEM analysis. This increases osteointegration. In addition, it has been observed that pre-heat treated samples give better results in coating thickness. In EDX analysis, Ca, P, Al, Si, Ti and O were observed on the surface. XRD analysis showed that our coatings are hydroxyapatite. The peaks found in the FTIR analysis are similar to the literature.