Elektriksel kıvılcımla işlemede sinterlenmiş gümüş-hidroksiapatit toz katkılı elektrotların biyolojik uyumluluk üzerindeki etkilerinin incelenmesi

Alışılmamış imalat yöntemlerinden biri olan elektriksel kıvılcımla işleme, di-elektrik sıvı içerisinde belirli bir mesafede konumlandırılmış elektrot ile iş parçası arasında ardışık elektriksel boşalımların oluşması ve iş parçasını aşındırması temeline dayanır. İşleme sırasında çok yüksek noktasal sıcaklık değerlerine ulaşılır ( ̴ 20000 K). İşleme sonrasında elde edilecek yüzey özellikleri; elektrot çeşidi, di-elektrik sıvı, darbe süresi, darbe akımı, açık aralık gerilimi gibi çeşitli değişkenlere bağlıdır. Elektriksel kıvılcımla işleme yöntemi, özellikle sert ve karmaşık geometrideki malzemeler ile yüksek sıcaklıklara dayanıklı malzemelerde kullanılmaktadır. Ti-6Al-4V alaşımı, düşük elastisite modülü, yüksek mekanik özellik ve korozyon direncinden dolayı biyomedikal implant uygulamalarında en çok tercih edilen malzemelerdir. Titanyum malzemenin iyi olan biyouyumlu özelliğinin yanı sıra, içerdiği Al ve V elementleri vücut sıvısı ile uzun süre etkileşimde bulunduğunda iyon salınımına sebep olur ve Alzheimer, nöropati,osteomalazi gibi çeşitli hastalıklara yol açar. Bu sebeple literatürde farklı fiziksel, kimyasal ve mekanik yöntemler uygulanarak, titanyum alaşımlarının yüzey pürüzlülükleri, topografileri ve kimyasal kompozisyonları değiştirilerek kemik ile implant arasındaki bağlanmanın ve biyouyumluluğun arttırılması ile ilgili çeşitli araştırmalar yapılmıştır. Bu tez çalışmasında ise, Ti-6Al-4V malzemenin yüksek mekanik özelliği, hidroksiapatitin biyouyumluluğu, gümüşün iletkenliği ve antibakteriyel özelliğinden faydalanılarak, kemiğin yapısına benzer gümüş-kalsiyum-fosfat ile kaplanmış poroz bir yüzey elde edilmeye çalışılmıştır. Yöntem sırasında mikronize gümüş ve hidroksiapatit tozlar farklı oranlarda karıştırılarak toz metalürjisi ile 4 elektrot üretilmiştir. Elektriksel kıvılcımla işleme için gerekli olan di-elektrik sıvı, darbe akımı ve darbe süresi parametreleri belirlendikten sonra, toz metalürjisi ile üretilen elektrotlar kullanılarak deney grupları oluşturulmuştur. 3 farklı darbe akımı, 4 farklı darbe süresinde, saf su içerisinde 39 adet numune işlenmiştir. İşlenen yüzeyler optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu ve X-ışını kırınım difraktometresi ile detaylı analiz edilmiştir. Elde edilen bulgular, kemiğin yapısını andıran porozlar şeklinde kraterlerden oluşan, gümüş-hidroksiapatit tozları ile zenginleştirilmiş fonksiyonel yüzeylerin elde edilebilmesinin mümkün olduğunu doğrulamıştır. Bu tez çalışmasında elde edilen sonuçlar neticesinde elektriksel kıvılcımla işleme yönteminin ileriye dönük çalışmalar için alternatif bir yöntem olacağı söylenilebilir.