Tez No |
İndirme |
Tez Künye |
Durumu |
381041
|
|
A study on development of machinable calcium phosphate based bio-composites with zirconia, boron oxide and lanthanum oxide / Zirkonya, bor oksit ve lantanyum oksit ilave edilmiş kalsiyum fosfat bazlı işlenebilir biyokompozitlerin geliştirilmesi üzerine bir çalışma
Yazar:SINA KHOSHSIMA
Danışman: DOÇ. DR. ZAFER EVİS ; YRD. DOÇ. DR. METİN ÖZGÜL
Yer Bilgisi: Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Konu:Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin:
|
Onaylandı
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
116 s.
|
|
Bu çalışmanın hedefi saf hidroksiapatit ve zirkonya, bor oksit ve lantanum
oksit içeren hidroksiapatit kompozitlerin mikroyapı, mekanik ve biyolojik
özelliklerinin incelenmesidir. Hidroksiapatit, çöktürme metoduyla
sentezlenmiş ve 1100°C'de bir saat boyunca sinterlenmiştir. Bor oksit içeren
kompozitlerin yoğunluk miktarı azalırken zirkonya içeren sinterlenmiş
kompozitlerin göreceli yoğunluğu artmıştır. Fiziksel ve yapısal analiz için Xışını
kırınımı, taramalı electron mikroskobu, enerji dağılımlı X-ışını
spektroskopi, cıva intrüzyon porozimetri ve kızıl ötesi spektroskopi
incelemeleri yapılmıştır. Bor oksit ve zirkonyanın yer değişiminden dolayı, β-
TCP fazı az miktarlarda hidroksiapatit'in yanında gözlemlenmiştir. Taramalı
electron mikroskob sonuçları, kompozit tozların eklenmesinin zirkonya
grubunda daha küçük boyutta taneciklere neden olduğunu göstermişken, bor
oksit grubunda daha büyük boyutta taneciklere neden olduğunu göstermiştir.
Farklı atomların varlığı ve bunların ağırlık oranları enerji dağılımlı X-ışını
spektroskopi ile bulunmuştur. Cıva intrüzyon porozimetri testi kompozitlerin
porozite yüzdesini göstermiştir. Kızıl ötesi spektroskopi analizinde,
hidroksiapatitin karakteristik şeritlerine ek olarak zirkonya, bor oksit ve
lantanyum oksit yer değişimini belirten yeni şeritler örneklerde
gözlemlenmiştir. Mikrosertlik testi, zirkonya'nın belirli bir miktara kadar
örneklerin mekanik özelliklerine olumlu katkısı olduğunu gösterirken, bor
oksit'in yer değişiminin örneklerin mekanik özelliklerine olumsuz katkısı
olduğu görülmüştür. Biyouyumluluğu değerlendirmek için, örneklere deney
ortamında Saos-2 hücreleri kullanılarak sitotoksisite testleri yapılmıştır.
PrestoBlue® yaşayabilirlik testi örneklerin yüzeyinde hücre artışının analizi
için kullanılmıştır. Zirkonya içeren kompozitlerde daha iyi biyouyumluluk ve
bor oksit içerenlere göre daha yüksek hücre bağlanma oranı gözlemlenmiştir.
Taramalı electron mikroskobundan alınan görüntüler, örneklerin yüzeyindeki
hücrelerin morfolojilerinin incelenmesi için kullanılmıştır. Bütün örneklerde,
numunelerin yüzeylerinin kusursuz hücre-malzeme etkileşimine sahip hücre
katmanlarıyla kaplı olduğu gözlemlenmiştir.
|
|
The aim of this study was to investigate the microstructure, mechanical
and biological properties of pure hydroxyapatite and composites of
hydroxyapatite with zirconia, boron oxide and lanthanum oxide.
Hydroxyapatite was synthesized via precipitation method and sintered at
1100°C for 1 h. It was observed that relative density of the sintered
composites including zirconia was increased while the density of composites
including boron oxide decreased. For physical and structural analysis, X-ray
diffraction, scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray
spectroscopy, mercury intrusion porosimetry and Fourier transform infrared
spectroscopy examinations were performed. Due to boron oxide and zirconia
substitution, small amounts of β-TCP phase were detected besides
hydroxyapatite. Scanning electron microscopy results revealed that addition of
composite powders resulted in smaller grains for zirconia group and bigger
grain size for boron oxide group. Presence of different atoms and their
corresponding weight ratios were determined by energy dispersive X-ray
spectroscopy. Mercury intrusion porosimetry test showed the percent porosity
of the composites. In Fourier transform infrared spectroscopy analysis, in
addition to the characteristic bands of hydroxyapatite, novel bands indicating
the substitution of zirconia, boron oxide and Lanthanum oxide were observed
in samples. The microhardness test revealed that zirconia had a positive effects
on the mechanical properties of the samples up to a certain amount, while
substitution of the boron oxide had a negative effect on their mechanical
properties. In order to evaluate the biocompatibility, in vitro cytotoxicity tests
were performed using Saos-2 cells. PrestoBlue® assay viability test was used
to analyze cell proliferation on the surface of samples. It was observed that
composites including zirconia have a better biocompatibility and higher cell
attachment rate than those including boron oxide. Scanning electron
microscopy images were examined to observe morphology of the cells on the
surface of the samples and it was observed that in all samples, the surface of
the pellets were covered with cell layers showing perfect cell-material
interaction. |