Yeni bir tampon ortamında Ti6Al4V alaşımlarının üzerine biriktirilen hidroksiapatit kaplamaların kırılma ve aşınma davranışlarının incelenmesi

Bu tezde yeni bir tampon ortamında Ti6Al4V alaşımlarının üzerinde oluşturulan kalsiyum fosfat (CaP) esaslı Hidroksiapatit (HA) [HA:Ca10(PO4)6(OH)2] kaplamaların kırılma ve aşınma davranışlarının incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada, literatürde ilk defa insan vücudunda toksik etki göstermeyecek olan sitrik asit - sodyum sitrat tampon sistemi kullanılarak hazırlanan Yapay Beden Sıvısı (YBS) çözeltisi içerisinde CaP kaplama işlemleri gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada CaP kaplama işlemlerinde altlık malzemesi olarak 10 mm x 10 mm x 1.2 mm ebatlarında kare ve ASTM F 1044-99 ve F 1658-95 standartlarına uygun olarak ø19x25.4 mm, ø28x25.4 mm boyutlarında hazırlanan Ti6Al4V alaşımlı implant malzemeler kullanılmıştır.Çalışmada Ti6Al4V alaşımlı implant malzemeler önce zımparalanmış, sonra deterjanlı su ve saf su, daha sonra da aseton ile yıkanmıştır. Son olarak da ultrasonik banyoda temizlenenmalzemeler aktifleştirmek için 5M NaOH + H2 O2 karışımı içeren alkali çözeltisinde etüvde 40 °C de 24 saat bekletilmiştir. Daha sonra alkali çözelti aktarılmış ve malzemeler saf su ve asetonla yıkanarak etüvde 600C?de 24 saat kurumaya bırakılmıştır. Kuruma sonrasında tüm malzemeler alüminyum folyo ile sarılarak 6000C?de 1 saat ısıl işleme tabi tutulup, soğutularak stabilleştirilmiştir. Stabilleşmiş olan malzemeler 37 °C de pH=7,4 de YBS çözeltisi içinde ayrı ayrı 12, 18, 24, 48, 72 ve 96 saat bekleme sürelerinde çalkalama işlemine tabi tutularak biyomimetik yöntemle kaplama işlemleri gerçekleştirilmiştir. İşlem sonunda malzemeler saf su ile yıkanmış ve 60 0C de 24 saat kurutulmuştur. Ti6Al4V malzeme yüzeyine sitrik asit ? sodyum sitrat tamponu kullanılarak hazırlanan YBS çözeltisi içerisinde farklı sürelerde oluşturulan HA kaplamalar, aşınma deneyine tabi tutulmuş; sürtünme katsayıları ve aşınma miktarları belirlenmiştir. Ayrıca kaplamaların, kalınlıkları, yüzey pürüzlülük, mikrosertlik, elastise modül değerleri belirlenmiş ve kırılma toklukları hesaplanmıştır. Kaplama tabakalarının yüzeye bağlanma mukavemetlerini ölçmek için de (scratch) çizme test cihazından yararlanılmıştır. Kaplamaların mikroyapıları ise taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak incelenmiş ve cihazdaki ETD ve BSED dedektörleri yardımı ile de kaplama yüzeylerinin elementel analizleri (EDS) belirlenmiştir. Ayrıca X-ışını kırınım cihazı (XRD) kullanılarak da kaplamaların içerdiği fazlar ve bu fazların konsantrasyonları belirlenmiştir. Çalışma sonucunda YBS?de 12, 18, 24, 48, 72 ve 96 saatlik bekletme sürelerinde oluşturulan kaplamalarda gerekli analizler yapılmıştır. Yapılan bu analizlerin sonuçlarına göre tüm metalografik incelemelerde YBS?de 12, 18, 24, 48, 72 ve 96 saatlik bekletme sürelerindeoluşturulan kaplamalarda HA oluştuğu tespit edilmiştir. Gerçekleştirilen mekanik testlerden elde edilen sonuçlarda ise, farklı bekleme sürelerinde üretilen kaplamalar birbirleriyle karşılaştırıldığında; YBS? de 12 ve 18 saatlik sürelerde kaplamaların bağlanma kuvvetinin yeterli olmadığı, 24 ve 48 saatlik bekletme sürelerinde oluşturulan kaplamaların başarılı sonuçlar verdiği belirlenmiştir. Kaplamaların en önemli özelliklerinden biri olan yüzeye bağlanma dirençleri incelendiğinde YBS?de 48 saatlik bekletme süresinde oluşturulan kaplamaların daha başarılı olduğu yapılan scratch test sonucunda daha yüksek çizilme mukavemeti göstermesinden anlaşılmıştır.Literatürde, ilk defa kan plazmasındaki iyon değerleri ile tam benzerlik gösteren ve laktik asit ?sodyum laktak tampon sistemi kullanılarak hazırlanan YBS reçetesi Pasinli ve arkadaşları tarafından uygulanmıştır. Bu çalışmada ise yine dünyada ilk defa uygulanan sitrik asit ? sodyum sitrat tampon sistemi kullanılarak kan plazmasındaki iyon değerleri ile benzer olan bir YBS xviçözeltisi hazırlanmıştır. Bu çözeltide yapılan HA kaplamalarda, kaplamanın yapışma mukavemetinin çok yüksek olduğu belirlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Biyomalzemeler, Kalsiyum Fosfat Kaplama (CaP), Apatit Kaplama, Hidroksiapatit (HA), Yapay Beden Sıvısı (YBS), Ti6Al4V, İmplant.