İmplant malzemelerinin mekanik özelliklerinin geliştirilmesi

Sağlıklı bir bireyin gün içerisinde yürüme, koşma, eğilme, merdiven inip-çıkma gibi rutin ve aktif hareketlerinde kullandığı uzuv eklemlerdir. Günümüzde hasara uğrayan bu uzuvlar için protez ve ortopedik implant uygulamaları yaş aralığı farketmeksizin sıklıkla gerçekleştirilmektedir. Eklemlerin birbirine girintili ve bağımlı (kompleks) yapısının yanında karşılıklı yüzleri temas halinde iki yüzeyi arasında aşınmayı azaltan yumuşak ve elastik yapıda kıkırdak mevcuttur. İmplantlar için bu doğal yapıya benzetilerek malzeme seçimi yapılmaktadır. İmplant ömrü ve sağlığı açısından kullanılan biyomalzemeler çok önemli rol oynamaktadır. Biyomalzemeler, canlının vücudunda görevini yerine getiremeyen, eksik olan uzuv ve parçalarının yenilenebilir şekilde doğal veya yapay hammaddelerle laboratuvar ortamında hazırlanan malzemelerdir. İmplantlarda karşılaşılan malzeme seçimi, aşınma, gevşeme gibi medikal problemlere karşı implant malzemelerinin özelliklerinin iyileştirilmesi ve geliştirilmesi amaçlanmıştır. Ortopedik implantlarda sıklıkla kullanılan metalik malzemelerinden Ti6Al4V alaşımı ve 316L Paslanmaz Çelik altlıklara biyopolimer olan Ultra Yüksek Moleküler Ağırlıklı Polietilen (UHMWPE) ve biyoseramik olan Al2O3 (Alümina) içeren polimer matrisli kaplamalar yapılmıştır. UHMWPE, UHMWPE-ağ.%0,2 Al2O3 ve UHMWPE-ağ.%2 Al2O3 polimer matrisli kaplamalar 316L paslanmaz çelik ve Ti6Al4V alaşım altlığa daldırma yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Elde edilen kompozit kaplamalar sonucu numuneler üzerine triboloji testi, biyokorozyon testi, biyoyumluluk testleri ve yüzey pürüzlülük ölçümü gerçekleştirilmiştir. Kaplamaların mikroyapı ve organik yapı incelemeleri için (Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi) FTIR, (Taramalı Elektron Mikroskop) SEM ve ( Enerji Dağılım X-Spektroskopisi) EDS analizleri yapılmıştır. Polimer matrisli kaplamalar her iki altlık için de sürtünme katsayısını belirli oranlarda azaltırken UHMWPE-ağ.%2 Al2O3 kaplama ile daha düşük sürtünme katsayısı değeri elde edilmiştir. Ayrıca UHMWPE kaplama yüzey pürüzlülüğünü düşürürken alümina artışına bağlı olarak sırasıyla UHMWPE-ağ.%0,2 Al2O3 ve UHMWPE-ağ.%2 Al2O3 kaplamaları yüzey pürüzlülüğünde artış ölçülmüştür. Biyokorozyon testinde ise her iki altlık için UHMWPE kaplama ile en yüksek korozyon direnci elde edilmiştir. Biyouyumluluk incelemesinde L929 (fare fibroblast) hücreleri üzerinde gerçekleşen test sonucu her bir numune için oldukça iyi oranlarda hücre canlılığı vererek vücut içerisinde kullanılabilir olduğu gözlemlenmiştir. Bu çalışmada biyomedikal alanda sıklıkla kullanılan 316L paslanmaz çelik ve Ti6Al4V üzerine UHMWPE- Al2O3 kompozit kaplamaların verdiği sonuçlar incelenerek litearatüre katkıda bulunulmuştur.