Doç. Dr. Atilla Evcin danışmanlığındaki tezler
12 tez · Afyon Kocatepe University
Hvof tekniğiyle ti6al4v metal altlık yüzeyine farklı silika kaynağı içeren biyoseramiklerin kaplanması
Bu çalışmada; farklı SiO2 katkılı biyoseramikler Ti6AI4V metal altlık üzerine HVOF tekniğiyle kaplanmıştır. İmplant olarak yaygın kullanıma sahip Ti6AI4V alaşımlı malzeme, SiO2 katkılı hidroksiapatitle kaplandıktan sonra, kaplamanın karakterizasyonu yapılmıştır. Kaplama malzemesinin mineralojik analizi, kaplama kalınlığı, temas açısı, sentetik vücut sıvısında (SBF) bekletme sonucu oluşan ağırlık artışı, ağırlık değişim verileri ölçümleri ile aşınma analizleri yapılmıştır. Yapılan analizler sonucunda diatomit katkılı, SiO2 katkılı ve biyoaktif cam katkılı hidroksiapatit tozlarıyla yapılan kaplamaların katkısız hidroksiapatit tozuyla yapılan kaplamaya göre daha üstün özellikler sergilediği görülmüştür.
Biyomedikal uygulamalar için Ti-5Nb-5Sn alaşımının üretimi ve karakterizasyonu
Biyomedikal uygulamalarda en çok kullanılan alaşımlardan biri olan Ti6Al4V alaşımı kemik dokusunda aşınmaya neden olduğu öngörülmektedir. Bu çalışmada V yerine Beta (β) fazı kararlı yapıcı ve toksik etki göstermeyen Niyobyum (Nb), Alüminyum yerine Kalay (Sn) elementi kullanılarak Ti-5Nb-5Sn(0-3)Mo alaşımı üretilmiştir. Bu alaşımı üretim yöntemi olarak kolay şekillendirme ve daha az maliyet açısından avantajlı olan toz metalurjisi yöntemi kullanılmıştır. Daha sonra üretim aşamalarının alaşımın özelliklerine etkisi, Ti alaşıma Nb, Sn katkılandırılmasının ve Mo oranının mikro yapı ve mekanik özelliklere etkisi üzerine çalışılmıştır. Daha önce çalışılmayan özgün bir alaşım oranı Ti-5Nb-5Sn, Tİ-5Nb-5Sn-1Mo, Tİ-5Nb-5Sn-2Mo, Tİ-5Nb-5Sn-3Mo ile yeni bir biyomalzeme geliştirilmiştir. XRD, SEM görüntüleri alınmış EDS analizi, yoğunluk ölçümü, temas açısı ölçümü, partikül boyutu ölçümü ve aşınma testleri yapılmıştır. 2 saat bilyesiz, 8 saat bilyeli öğütme sonucu Nb ve Sn metalleri Ti içerisinde iyi çözünmüştür. Ti-5Nb-5Sn alaşımına %1,%2, %3 Mo katkısı sonucu: temas açısı, metal tozların sertliği azalmış; metal alaşımların yüzey pürüzlülüğü, sürtünme katsayısı, aşınma hızı artış göstermiştir. Partikül boyutu, %1 Mo ile artmış %2 ve %3 Mo katkısı ile azalma göstermiştir. Göreceli yoğunluk ise %1 Mo katkısı ile artış göstermiş olup %2 ve %3 Mo katkısı ile azalmıştır.
Biyouyumlu Ti-Nb-Sn alaşımının mikroyapı ve mekanik özelliklerinin araştırılması
Bu araştırmada, hafif, yüksek sertlik, aşınma direnci gibi mükemmel mekanik özelliklere sahip ve biyouyumlu Ti – 10Nb – 10Sn alaşımı ve Ti – 10Nb – 10Sn – xMo (x = 1, 2, 3) alaşımları sekiz saat mekanik alaşımlama yöntemiyle sentezlenmiştir. Mekanik alaşımlanan toz numuneler soğuk presleme ile 500 MPa basınç altında elde edilmiştir. Sinterleme işlemi 400℃'de 1 saat, 1000℃'de 2 saat olacak şekilde gerçekleştirilmiştir. Alaşımların değişen oranlarının mikroyapı ve mekanik özelliklere olan etkisi araştırılmıştır. Toz alaşımlar ve sinter numunelerin faz ve mikroyapı karakterizasyonları Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile mikroyapı ve partikül boyut analizleri Enerji Dağılım Spektroskopisi (EDS) ve X-Işını Difraksiyonu (XRD) teknikleriyle gerçekleştirilmiştir. Preslenmiş ve sinterlenmiş numunelerin sertlik, yoğunluk, aşınma, temas açısı ölçümleri yapılmıştır. Elde edilen bulgular sonucunda Ti10Nb10Sn alaşımına %1, 2, 3 Mo ilavesi biyomalzeme koşullarını olumlu olarak sağlamaktadır.
Çok fonksiyonlu daldırmalı kaplama cihazı tasarımı ve modifiye yüzeylerin hazırlanması
Bu çalışmada; sol-jel kaplama proseslerinden daldırma kaplama yöntemini uygulamaya yönelik olarak, yerli üretimi olmayan ve yüksek fiyatlı laboratuar cihazlarından biri olan daldırma kaplama cihazı tasarımı, imalatı ve bu cihaz ile farklı katkılı modifiye yüzeylerin kaplaması yapılmıştır. Tasarlanan daldırma kaplama cihazı, daldırma süresi ayarlama, çoklu daldırma yapabilme ve farklı sıcaklık değerlerinde kurutma yapabilmesinin yanında, piyasadaki muadillerinden farklı olarak opsiyonel biçimde UV ışını filtresi kullanımı da sunmaktadır. Bu cihazla yapılan 4 farklı katkı maddesi kullanılarak hazırlanan çözeltilerle yapılan kaplamalara ait SEM görüntülemesi yapılmıştır. Yapılan çalışmalarla farklı katkılı modifiye yüzeylerin kaplanması ve bu kaplamaların yerli tasarım bir cihazla başarıyla yapılması sağlanmıştır.
Üç boyutlu yazıcıyla yumuşak doku üretimi
Bu çalışmada 3 boyutlu tarayıcı yardımıyla görüntüleri elde edilmiş olan kulak burun ve parmak görüntüleri, 3 boyutlu yazıcı ile bastırılmıştır. Elde edilen sert yapıdaki numunelerin, aljinat yardımıyla kalıpları çıkartılarak RTV-830 kodlu PDMS kiti ile hazırlanan %10 boraks pentahidrat içeren ve boraks pentahidrat içermeyen iki adet yumuşak doku numunesi hazırlanmış ve aljinat kalıplara dökülmüştür. Daha sonra morfolojik ve fiziksel yapısı incelenen yumuşak doku numunesinin kalıp içerisinde yeterli seviyede akışmadığı ve süngerimsi bir yapı oluşturduğu gözlemlenmiştir. Daha sonra shore 10 sertlik yapısında, akışkanlığı daha yüksek RTV-2 kodlu PDMS kiti kullanılarak aynı aşamalar tekrarlanmıştır. %10 boraks pentahidrat içeren ve boraks pentahidrat içermeyen olmak üzere iki numune hazırlanmıştır. Morfolojik ve fiziksel olarak uygun sertliğe ulaşılmıştır. Ardından hazırlanmış olan numunelerde çekme ve sertlik deneyi, antibakteriyel test, SEM ve SEM EDX analizleri yapılmıştır. Boraks katkılı silikon polimerin çekme mukavemeti katkısız polimere göre artarken, uzama miktarı azalmıştır. Boraks pentahidrat katkısı sertliği arttırmış, aynı zamanda antibakteriyel özellik ve hidrofilik özellik katmıştır.
Silikon matrisli düz dokumalı karbon fiber takviyeli kompozitlerin termal ve mekanik davranışlarının incelenmesi
Bu çalışmanın amacı, geleneksel polimer matrisli kompozit malzemeler dışında bir malzeme olan silikon matrisli karbon fiber takviyeli kompozitlerin (KFTS-K) mekanik ve termal davranışlarını incelemektir. Silikon matris tercih edilmesinin sebebi, silikonun yüksek elastik deformasyon kabiliyetidir. Bahsedilen malzemelerin bu kabiliyeti, onları özellikle havacılık ve uzay endüstrisinde kullanılan katlanıp açılabilir sistemlerin tasarımında ilgi çekici hale getirmektedir. Çalışmada üretilen malzemelerin katlama işlemi sırasında ve sonrasında mekanik davranışlarındaki değişiklikler gözlenmiştir. Numunelerin bir kısmına uygulanan çekme testleri sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmiştir. Hem statik hemde dinamik katlamalar sonucunda malzemede gözle görülür bir hasar oluşmamıştır. Genel olarak dört tabakalı kompozit malzemelerin katlamalar sonrasında mekanik performanslarındaki düşüş daha az olmuştur. Gerçekleştirilen termal testlerde ise kompozit malzemelerin yaklaşık 350 °C'ye kadar kararlılık gösterdikleri saptanmıştır.
Bentonit, zeolit nanopartiküllerinin ve bentonit-zeolit nanokompozitinin melanom hücrelerine etkileri
Bu çalışmada; bentonit nanopartiküllerinin, zeolit minerallerinden zeolit 4A nanopartiküllerinin ve bunların nanokompozitlerinin melanom hücreleri üzerine etkileri incelendi. Çalışmada insan G361 kutanöz melanom hücre hattı kullanıldı. Uygun sayıda pasajlamalar ile çoğaltılan melanom hücrelerine flasklar içerisinde belirlenen farklı konsantrasyon aralıklarında bentonit ve zeolit 4A nanopartikülleri hem ayrı ayrı hem de nanokompozit olarak uygulanarak 24 saat inkübasyondan sonra MTT viabilite testi ile hücre canlılık ölçümleri yapıldı. Bentonit, zeolite 4A nanopartikülleri ve nanokompozitleri için sitotoksik dozlar ve etkin dozlar (IC50) belirlendi. Ayrıca, hücre lizatlarında ELİSA tekniği ile apoptoz analizi yapılarak kaspaz-3 düzeyleri değerlendirildi. Yapılan analizlerde bentonit ve zeolit 4A nanopartikülleri hem ayrı ayrı hem de nanokompozit formda G361 melanom hücrelerinde doza bağımlı sitotoksik etkiler göstermiştir. Bu iki ajan kompozit halindeyken sinerjik etki göstererek birbirlerinin sitotoksik etkisini potansiyelize ederek her ikisi için gerekli etkin dozların azaltılabilmesine imkan sağlamıştır. Ayrıca, sitotoksisiteye rağmen bu ajanların hücrelerde kaspaz-3 düzeylerini değiştirmediği görülmüştür. Bu da bu ajanlarla görülen sitotoksisitenin nekroz gibi apoptozdan farklı yolaklarla oluştuğunu veya apoptoza giderken kaspaz-3 kaskadını kullanmadığını düşündürmektedir. Bunun aydınlatılabilmesi için daha ileri çalışmalara ihtiyaç vardır.
Bentonit, zeolit nanopartiküllerinin ve bentonit-zeolit nanokompozitinin retina pigment epitel hücrelerine etkileri
Bu çalışmada; Bentonit nanopartikülleri (BN) ve Zeolit minerallerinden Zeolit 4A (Z4A) nanopartiküllerinin ve bunların nanokompozitlerinin ARPE-19 (İnsan Retina Pigment Epiteli) hücre hatları üzerine etkileri incelendi. Bu etkiye göre retinal hastalıklarda potansiyel bir hedefe yönelik göz içi tedavi ajanı için taşıyıcı sistemler oluşturulması için bu ajanların varsa potansiyel yararını ortaya çıkarmak amaçlanmıştır. Uygun sayıda pasajlamalar ile çoğaltılan ARPE-19 hücrelerine belirlenen farklı konsantrasyon aralıklarında BN ve Z4A'nın hem ayrı ayrı hem de nanokompozit olarak uygulamaları yapılarak 24 saat inkübasyondan sonra MTT testi ile canlılık ölçümleri yapıldı. Nanobentonit, nanozeolit ve kompozitleri için sitotoksik dozlar ve etkin dozlar (IC50) belirlendi. Hücre viabilitesi açısından en yüksek sonuçlar 30 µg/ml BN ile elde edilirken, Z4A ile hücre viabilitesi açısından en yüksek sonuçlar 1 µg/ml ile, Bentonit-zeolitin nanokompozitinin (BZNK'nın) ise B10 µg/ml + ZEO10 µg/ml dozunda hücre viabilitesi açısından en yüksek sonuçlar elde edildi. Ayrıca, bu etkin dozlar ile hücre lizatlarında ELİSA tekniği ile apoptosis analizi yapılarak kaspaz-3 düzeyleri değerlendirildiğinde ise kontrol grubu ile hem BN hemde Z4A grubunda kaspaz-3 aracılı apoptozis açısından faklılık bulunmamıştır. Bu da bu ajanların ARPE-19 hücre kültürleri için belirlenen dozlarda güvenli olduğunu göstermektedir.
Silan ve metal oksitlerle cam yüzeylerin modifiye edilmesi
Bu araştırmada, sol-jel yöntemi kullanılarak mikroskop lam cam malzemelerin yüzeyleri silan ve metal oksit çözeltileri ile kaplanıp yüzey özelliklerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Yapılan çalışmanın önemi, cam malzemelerin geliştirilen yüzeylerin sertliği ve çizilme direncinin artırılması için uygun içeriğe sahip çözeltilerin belirlenmesi ve cam yüzeylere uygulanmasıdır. Çalışmada sol-jel yöntemi kullanılarak çeşitli silan ve metal oksitlerin farklı miktarda karıştırması ile hazırlanan çözeltiler ıslak film aplikatörü yardımıyla cam malzemelerin yüzeylerine kaplanmıştır. Kaplanan yüzeylerin özelliklerini incelemek için ışık geçirgenlik, bulanıklık, temas açı ve kalem sertlik testleri uygulanmıştır. Bulanıklık %0,39 ile %37,3, ışık geçirgenlik %85 ile %91,7, temas açı 45,16° ile 115,44° ve kurşun kalem sertlik 2H ile 6H değerleri arasında sonuçlar bulunmuştur. Bulunan değer aralıklarına göre 4. Grup çözeltisine sahip SR13 ve SR14 numuneleri 6H, SR11 ve SR12 numuneleri ise 5H değerleri ile en sert numune olarak gözlenmiştir.
Antibakteriyel hibrit kaplamaların hazırlanması ve karakterizasyonu
Bu çalışmada, polikarbonat (PC) ve polimetil metakrilat (PMMA) yüzeylere nano gümüş, boroksit ve nano TiO2 katkılı silan bağlayıcı madde bazlı hibrit kaplamalar uygulanmıştır. Silan esaslı hibrit kaplama yüzeyleri termal ve UV ile kürlenmiştir. Kaplanan PC ve PMMA yüzeyler temas açısı analizi, FTIR analizi, dijital mikroskop ve antibakteriyel aktivite ile karakterize edilmiştir. Katkısız GLYMO kaplamalar PMMA için 95.89°, PC için 87.84° temas açısı vermiştir. FTIR analizlerinde GLYMO, Ag, Ti, Si ve B için karakteristik pikler elde edilmiştir. Dijital mikroskop görüntülerinde kaplama kalınlığı 3.275-16.116 μm aralığında çıkmıştır. Antibakteriyel testinde e. coli için bakteri üremesini önlemiştir. Staphylococcus aureus için ise en etkili olanlar Ag, Ti ve B sırasını takip etmiştir.
Antifungal hibrit kaplamaların hazırlanması ve karakterizasyonu
Bu çalışmada, polikarbonat (PC) ve polimetil metakrilat (PMMA) yüzeylere kekik yağı, karabiber yağı, kimyon yağı ve çay ağacı yağı katkılı 3-(Trimethoxsilyl)propyl methacrylate (TMSPM) ve tetraethyl orthosilicate (TEOS) bağlayıcı madde bazlı hibrit kaplamalar yapılmıştır. Hibrit kaplama yüzeyleri termal ve UV ile kürlenmiştir. Kaplanan PC ve PMMA polimer yüzeyleri Fourirer Dönüşümlü Kızılötesi (FTIR) Spektroskopisi analizi, dijital mikroskop görüntülemesi, temas açısı analizi ve antifungal duyarlılık ile karakterize edilmiştir. Kaplamasız PC için 87.84°, PMMA için 95.89° temas açısı verilmiştir. FTIR analizlerinde TEOS, kekik yağı, kimyon yağı, çay ağacı yağı ve karabiber yağı için karakteristik pikler elde edilmiştir. Dijital mikroskop görüntüleri için 2.059-49.322 µm aralığında kalınlık elde edilmiştir. Anrifungal duyarlılık testinde Aspergillus flavus küfü için ek etkili olanlar sırasıyla kekik yağı, çay ağacı yağı, kimyon yağı, TEOS ve karabiber yağı sırasını takip etmiştir. Anahtar Kelimeler: Antifungal, Silan, Esansiyel yağlar, Kaplama, Polimer
Ti6Al4V alaşımının HVOF tekniğiyle B2O3 ve Al2O3 katkılı hidroksiapatit kaplanması ve yüzey karakterizasyonu
Bu çalışmada B2O3 (Bor Oksit) ve Al2O3 (Alümina) katkılı hidroksiapatit, Ti6Al4V alaşımı üzerine HVOF(Yüksek Hızlı Oksi-Yakıt) tekniği yardımıyla kaplanmış ve yüzey özellikleri incelenmiştir. Katkısız ve %1, 2 ve 3 katkılı hidroksiapatit tozları sabit şartlar altında kaplanarak, kaplamaların mineralojik, morfolojik, mekanik ve fiziksel özellikleri incelenmiştir. Al2O3 katkısında gözenekli bir yapı elde edilirken, B2O3 katkılı numunelerde gözeneklilik azalmıştır. Ancak her iki katkıda yapay vücut sıvısının (SBF) temas açısı değerlerini düşürmüştür. SBF sıvısı içersinde farklı sürelerde bekletilen numunelerde ağırlık artışı ve yüzeyde hidroksiapatit oluşumu gözlenmiştir.