Ortopedik uygulamalar için polikaprolakton-kitosan nanolif kaplı Ti-mikroalaşımlı AZ31 Mg alaşımının biyobozunurluk özelliklerinin araştırılması

Bu tez çalışmasında, ortopedik implant uygulamaları için AZ31 Mg alaşımının Ti mikro alaşımlandırma (ağr. %0,1 Ti, AZ31Ti) ile kontrollü biyobozunur özelliğinin geliştirilmesi çalışılmıştır. Çalışma kapsamında, AZ31 ve AZ31Ti alaşımlarının mikroyapı, sertlik ve çekme dayanımları karşılaştırılmıştır. Kaplanmamış ve elektro-eğirme yöntemi ile nanofiber kaplanmış alaşımların biyouyumluluk ve hücre tutunma testinin yanı sıra yapay vücut sıvısı (SBF) içinde in-vitro korozyon dayanımları araştırılmıştır. Fiber oluşumu için polikaprolakton (PCL) ve kitosan (CS) kullanılmıştır (PCL/CS). Ayrıca, PCL/CS karışımına karanfil özütlü enkapsüle gümüş nanopartikül (eAgNP) ilave edilerek ayrı bir kaplama karışımı (PCL/CS-eAgNP) hazırlanmıştır. AZ31Ti yüzeylerine elektro-eğirme yöntemiyle PCL/CS ve PCL/CS-eAgNP olmak üzere iki farklı nanofiber kaplama yapılmıştır. Biyouyumluluk testi için MC3T3-E1 (CRL-2593) osteoblast hücreleri model olarak kullanılmıştır. Malzeme karakterizasyon analizleri; Optik Mikroskop (OP), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Alan Emisyonlu Taramalı Elektron Mikroskobu (FE-SEM), X-Işınları Difraksiyonu (XRD), Fouirer Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), temas açısı ölçümleri ile yapılmıştır. OP görüntüleri ve SEM mikroyapı sonuçları; AZ31 ile kıyaslandığında, Ti mikro alaşımlamayla ortalama tane büyüklüğü ve şekillerinde belirgin bir farklılık olmadığını göstermiştir. XRD analizleri, AZ31 ve AZ31Ti alaşımlarının difraksiyon kırınımlarının benzerlik gösterdiğini ve Ti mikro alaşımlamanın AZ31 alaşımının kristal yapısının değiştirmediğini göstermiştir. Ti mikro alaşımlamayla hadde numunelerin sertlik değerlerinde ve mekanik özelliklerinde kayda değer bir değişiklik olmadığı gözlemlenmesine rağmen SEM analizleri, korozyon kaybı sonuçlarını teyit ederek en fazla korozyona uğrayan alaşımın AZ31 alaşımı oluğunu göstermiştir. FESEM görüntüleri, PCL/CS ve PCL/CS-eAgNP kaplamaların ortalama fiber çapları arasında anlamlı bir fark bulunmadığını ve her iki kaplama için de ~55 nm olduğunu göstermiştir. PCL/CS kaplı numunenin temas açısı 123° ve PCL/CS-eAgNP kaplı numunenin ise 118° olarak ölçülmüş ve eAgNP ile kaplamanın ıslatma özelliğinin çok da değişmediği, PCL/CS nanofiber kaplı AZ31Ti alaşımının korozyon kaybı, kaplanmamış AZ31Ti numunesine oldukça yakın olduğu için kaplamanın korozyon kontrolünde beklenen performansı gösteremediği sonucuna varılmıştır. XTT hücre proliferasyon testine göre absorbans sonuçları; PCL/CS kaplanmış numunelerin kaplanmamış alaşım grubuna kıyasla daha iyi biyouyumluluğa sahip olmasına karşın PCL/CS-eAgNP kaplı numunelerin en zayıf biyouyumluluğa sahip olduğunu göstermiştir. Hücre kültürü çalışmaları sonrasında numunelerin SEM görüntülerinde, kaplanmamış numune, zayıf hücre yapışması sergilerken, hücreler, karakteristik kaplama morfolojisi nedeniyle PCL/CS nanofiber kaplı numune üzerinde düzleşmekte ve genişlemekte olduğu gözlemlenmiştir. Anahtar Kelimeler: AZ31 Alaşımı, Biyouyumluluk, Biyobozunma, Elektro-eğirme Yöntemi, Ti mikro alaşımlandırma