Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tüzemen Ş. M., Gözgeren T.(Yürütücü)
TÜBİTAK Projesi, 2024 - 2024
Titanyum ve alaşımları sağladıkları üstün mekanik, elektrokimyasal,
tribolojik ve biyouyumluluk özellikleri nedeniyle implant ve protez
malzemesi olarak vücut içerisinde birçok yerde sıklıkla tercih
edilirler. Ancak bu malzemeler biyouyumluluk açısından biyoinert
olup canlı doku ile temas ettiklerinde tepkisiz bir özellik
göstermektedir. Son yıllarda implant ve protezlerden yüksek
mukavamet, iyi korozyon ve aşınma direnci gibi yapısal özelliklerin
yanı sıra çok daha iyi biyouyumluluk özellikleri göstermeleri de
beklenmektedir. Bu özellikler, implant yapının kemik ile temas
ettiğinde bağ doku oluşturmadan doğrudan kemik doku oluşturması
(osseointegrasyon), biyoaktif özellik göstererek iyileşmeyi
kolaylaştırması (biyoaktivite) veya eriyerek kemik dokunun yerini
alması (biyobozunurluk) şeklinde sıralanabilir. Dolayısıyla Ti ve
alaşımlarına biyoinertlik yerine bu tür daha iyi biyouyumluluk
özellikleri kazandırabilmek için birçok yüzey işlemi uygulanabilir. Bu
uygulamalardan biri, Ti ve alaşımlarında korozyondan sorumlu pasif
oksit tabakasının doğrudan oluşumunu sağlayan anodizasyon
işlemidir. Anodizasyon işleminin parametreleri uygun hale getirildiği
takdirde bu yapıların yüzeyinde nanogözenekler veya nanotüpler
oluşturabilmektedir. Elde edilen bu gözenekli yapı hem biyoaktif bir
yüzey oluşturmakta hem de süperhidrofilik özellik göstererek kemik
doku oluşumunu desteklemektedir. Ancak Ti ve alaşımlarında
implantın başarısız olarak sonuçlanmasına neden olan bir diğer sorun
yüzeyin antibakteriyel özellik taşımaması nedeniyle enfeksiyonlara
yol açmasıdır. Bu bilgiler ışığında, bu alaşımların yüzeylerine
biyoaktiflik ve antimikrobiyal/antibakteriyel özelliklerini bir arada
kazandırmanın gerekliliğinin doğduğu açıkça görülmektedir.
Araştırmalar sonucu başka bir kaplama veya katkı materyali olarak
gümüş partiküllerinin, bakteri ve mikroorganizmaların hücre duvarı
ve hücre zarından geçerek bu yapıların DNA’ larını inhibe edebilme
yeteneği ile mükemmel bir antibakteriyel yapıya sahip olduğu
görülmüştür.
Bu proje kapsamında, implantlarda sıklıkla tercih edilen Ti6Al4V
biyometalik alaşım numuneleri 10 x 10 x 2 mm3 boyutlarında
modern bir üretim tekniği olan Seçici Lazer Ergitme (SLM) yöntemi
ile üretilecektir. Ardından biyoaktiflik ve antimikrobiyal/antibakteriyel
özellikleri bir arada sağlamak amacıyla numunelerin yüzeylerinde
öncelikle anodizasyon işlemi ile titanyum oksit (TiO2)
nanogözenekler oluşturulup ardından bu gözeneklere
elektrokimyasal depozisyon yöntemiyle gümüş nanoparçacıkların
(Ag-NP) katkılanması planlanmaktadır. Yüzey işlemleri
tamamlandıktan sonra implantlarda oldukça sık meydana gelen
korozyon ve aşınma davranışlarının incelenmesi için karşılaştırma
yapabilmek adına işlemsiz, sadece anodize Ti6Al4V ve Ag-NP katkılı
anodize Ti6Al4V numunelerin yüzeyleri yapay vücut sıvısı (SBF)
içerisinde bir potansiyostat/galvanostat cihazı kullanılarak korozyon
ve bir doğrusal aşınma cihazı (reciprocating) kullanılarak da aşınma
testlerine tabii tutulacaktır. Yüzey işlemleri ve testler sonrası tüm
numunelere yapısal (XRD-EDS) ve morfolojik (SEM) karakterizasyon
işlemleri uygulanarak elde edilen yüzeylerin durumu analiz
edilecektir. Ayrıca aşınma testleri sonucu meydana gelen aşınma
izlerinin derinlik ve genişliklerini hakkında daha anlamlı yorum
yapabilmek için testler sonrası yüzeylerin durumu 3 boyutlu profilometre cihazı kullanılarak analiz edilecektir. Nihai olarak
çalışma, korozyon ve aşınma testleri sonucu elde edilen grafiklerin
yorumlanması ile tamamlanacaktır