İmplantlarda kullanılan metal malzemelerin farklı yaşlandırma teknikleri altında incelenmesi

Kemik ve eklem bozuklukları dünya çapında milyonlarca kişiyi doğrudan etkileyen önemli bir sağlık sorunudur. Bu durum cerrahi müdahaleleri ve biyomedikal implantlara duyulan ihtiyacı artırmıştır. İmplantların yaklaşık %70-80'i metalik biyomalzemelerden imal edilmektedir. Gelişen teknoloji ve yöntemler, ortopedik uygulamalardaki araştırmaların metalik biyomalzemelerin geliştirilmesini sağlamıştır. Metalik malzemelerin performanslarını artırmak için seramik takviyeler metal matris kompozitlere dahil edilmektedir. Bu çalışmada, biyomedikal implant uygulamaları için geleneksel toz metalurjisi yöntemi kullanılarak B4C katkılı CoCrMo, Ti ve 17-4 PH matrisli kompozitler üretilmiştir. Farklı oranlardaki B4C katkısının mekanik özellikler ve korozyon direncine olan etkisi araştırılmıştır. Kompozitlerin mikroyapıları taramalı elektron mikroskobu kullanılarak incelenmiştir. Mekanik ve korozyon performansları ise sertlik, aşınma, ultrasonik elastisite modülü ölçümleri, elektriksel iletkenlik ve elektrokimyasal korozyon testleri (Potansiyodinamik Polarizasyon ve Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi) ile değerlendirilmiştir. Performans ölçümlerinin tutarlılığı ve güvenilirliği Weibull Analizi ile doğrulanmıştır. Bulgular, B4C ilavesinin biyomedikal alaşımların özelliklerini değiştirebileceğini ve B4C takviyeli biyomedikal implantlar için mühendislik avantajları sunabileceğini göstermiştir. B4C katkısı CoCrMo, Ti ve 17-4 PH alaşımlarının sertlik, elastisite modülü ve korozyon hızı değerlerini artırırken aşınma yüzdesi, iletkenlik ve yüzey oksit film korozyon dirençlerini düşürmüştür. CoCrMo-5B4C, Ti-5B4C ve 17-4PH-6B4C kompozitleri gösterdikleri üstün özellikleriyle biyomedikal implant uygulamalarında kullanılabilecek kompozitler olarak öne çıkmıştır. İmplant uygulamaları açısından B4C katkılı Ti kompozitleri, B4C katkılı CoCrMo ve 17-4 PH kompozitlerine göre daha üstün sonuçlar ortaya koymuştur. Ti-5B4C, yüksek aşınma direnci, düşük korozyon oranı ve insan kemiğine yaklaşan elastisite modülü değerleriyle en dengeli kompozit olarak belirlenmiştir. Bu çalışma ile Ti-B4C kompozitlerinin, gelişmiş implant teknolojilerinde, ortopedik ve diş implantlarında, omurga sabitleme cihazlarında ve diğer yük taşıyan biyomedikal uygulamalarda kullanımının uygun olduğu yapılan deneyler ile gösterilmiştir.