Akıllı polimerden biyokompozit malzeme tasarımı ve 3 boyutlu yazıcıda kullanımı

Biyomalzemeler, insan vücudundaki canlı dokuların işlevlerini yerine getirmek ya da desteklemek amacıyla kullanılan doğal ya da sentetik malzemelerdir. Bu biyomalzemelerden biri olan hidroksiapatit, doğal kemiğe benzerliği dolayısıyla ortopedik implantlarda yaygın bir şekilde kullanılmıştır. Fakat hidroksiapatitin klinik uygulamaları kırılganlığı nedeniyle sınırlanmaktadır. Bu nedenle mevcut biyomalzemelerin mekanik, biyouyumluluk ve biyobozunurluk özelliklerini geliştirmek için kompozit malzemelere ihtiyaç duyulmaktadır. Ayrıca 3 boyutlu baskılama yöntemi ile iskele üretimi veya hidrotermal yöntem ile nano biyokompozit malzeme üretimi gibi yenilikçi yöntemler, son zamanlarda giderek önemini arttırmıştır. Bu çalışma iki aşamadan oluşmaktadır. İlk aşamada piyasada uygun fiyatlarda bulanan, tescilli olmayan, açık kodlu ve birtakım değişiklikler yapılmasına olanak tanıyan bir 3 boyutlu yazıcı satın alındı ve bu yazıcı pellet ekstrüder sistemine sahip bir 3 boyutlu yazıcıya dönüştürüldü. İkinci aşamada ise hidroksiapatit, kitosan ve perlit nano tozlar üretilerek, hidrotermal yöntem ile hidroksiapatit-perlit, kitosan perlit ve hidroksiapatit-kitosan-perlit nano biyokompozitlerin sentezi gerçekleştirildi. Daha sonra bu nano biyokompozitler polilaktik asit (PLA) 'e ilave edilerek biyopolimer kompozitler üretildi. Elde edilen biyokompozitlerin SEM, EDS, XRD, FTIR ve Zeta Partikül analizleri ile karakterizasyonu incelenmiştir. Son olarak DSC ve çekme testi analizleri ile biyopolimer kompozitlerin şekil hafıza özellikleri ve mekanik özellikleri analiz edilerek, 3 boyutlu yazıcıda baskılanma parametreleri incelendi. Sonuç olarak biyokompozitler başarılı bir şekilde sentezlenmiştir. Ayrıca biyopolimer kompozitlerin üç boyutlu baskılaması sağlanmıştır.