2011 YÜksek lisans tez özetleri

Sol-Jel Yöntemi İle Üretilmiş Alümina-Bovine Hidroksiapatit (Bha) Kompozitlerinin Özellikleri Ve Karakterizasyonu

Bu çalışmada, sol-jel yöntemi kullanılarak üretilen alümina ile çevrelenmiş bovine hidroksiapatit (BHA) partiküllerinin üretim prosesi ve karakterizasyon analizleri yer almaktadır. Sol-jel yöntemi yüksek ürün safiyeti, moleküler düzeyde homojen karışım sağlama, çalışma sıcaklıklarının kısmen düşük olması gibi avantajlar sunduğu için biyoseramik malzemelerin üretiminde tercih edilen bir metodtur. Biyomalzemelerin önemli bir sınıfı olan biyoseramikler, pek çok implant ve protez ihtiyacını karşılayabilecek niteliktedir. “Biyoinert” alümina ve “biyoaktif” hidroksiapatit, sahip oldukları özelliklerden ötürü en çok kullanım alanı bulan biyoseramik malzemelerdir. Gözenekli biyomalzemeler ise yapılarında doku ve hücre büyümesi/gelişimi daha kolay olacağı için “gözenekliliği” açısından önem kazanmaktadır.

Bu tez çalışmasının ilk aşamasında, sol-jel yöntemi kullanılarak alüminyum izopropoksit (AIP, Al(OC₃H₇)₃) başlangıç malzemesinden öncelikle böhmitik sol (AlOOH) elde edilmiştir. Hazırlanan her bir böhmit solüne başlangıç malzemesinin ağırlıkça % 10’u, % 20’si, % 30’u ve % 50’si oranında sığır kemiklerinin deproteinizasyonu sonucu elde edilmiş olan doğal BHA tozu (Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂) ile katkı maddesi olarak Na-aljinat ilave edilmiştir; böylece her bir karışım solüne 110 ºC’de 3 saat boyunca jelleştirme yapılmıştır. Alümina-BHA biyoseramik kompozit tozlarının üretim aşamasının son adımı, jelleştirilmiş olan numunelere sırasıyla 500 ºC, 800 ºC, 1000 ºC ve 1300 ºC sıcaklıklarında 2’şer saat süresince uygulanan ısıl işlemlerdir.

İkinci aşamada, gerçekleştirilen ısıl işlemlerin ardından elde edilen alümina-BHA biyoseramik tozlarının karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Bunun için DTA-TGA, FTIR, XRF, XRD, SEM-EDS gibi karakterizasyon teknikleri kullanılmıştır ve elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir. Söz konusu bu karakterizasyon analizlerinden sağlanan sonuçlar genel olarak incelendiğinde; sol-jel prosesi ile gözenekli biyoseramik kompozit yapılarının üretilebildiği görülmüştür. Faz analizi sonuçlarına göre; korundum (α-alümina), hidroksiapatit (HA) ve β-trikalsiyum fosfat (β-TCP) fazlarının birarada bulunduğu belirlenmiştir. Biyouyumlu bu fazların taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntülerinden; iğnesel yapıdaki alümina partiküllerinin HA ve β-TCP partiküllerini sardığı gözlemlenmiştir. Biyoseramik yapılarda gözeneklilik, doku ve hücre büyümesi/gelişimi için elverişli bir özellik olduğundan alümina-BHA kompozitlerindeki yüksek gözeneklilik ilgi çekici bir sonuç olarak kaydedilmiştir.

Çalışmanın üçüncü ve son aşamasında, gözenekli alümina/BHA biyoseramik tozları, paslanmaz çelik kalıplarda hidrolik el presi ile preslenerek pelet haline şekillendirilmiştir. Daha sonra 1300 C sıcaklıkta 2 saat sinterlenen ürünlere mikrosertlik, açık gözeneklilik, bulk yoğunluk, soğukta basma mukavemeti gibi fiziksel ve mekanik testler uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde; ~ % 38-44 açık gözenekliliğe sahip alümina-BHA-TCP biyoseramik kompozit malzemesi üretildiği belirlenmiştir.