Tam Faktöriyel Deney Tasarımı Tekniği İle Hidroksiapatit Kaplı Titanyum İmplant Malzemelerin Mekanik Özellikleri Üzerine Parametrelerin Etkisi

Abstract

Biyomalzemeler diş hekimliğinde çok yaygın kullanılırken özellikle ortopedi alanında da implant uygulamaları yer almaktadır. İnsanoğlunun milattan öncesinden bu yana gelen gelişiminin her aşamasında biyomalzeme örnekleri görülmektedir. Biyomalzemelerin vücut içerisinde kullanılabilirliğinin bir ölçütü olarak biyouyumluluk terimi ortaya çıkmıştır. Biyouyumluluk, malzemenin vücut içerisinde herhangi bir reaksiyon, iltihap ya da pıhtı oluşturmadan vücut ile uyum içerisinde görevini yerine getirebilmesidir. İmplant uygulamalarında da bu özelliğin sağlanabilmesi açısından metalik malzemelerden paslanmaz çelik, kobalt alaşımları ve titanyum alaşımları kullanılmıştır. Son yıllarda ise, titanyumun mekanik ve kimyasal kararlılığının yanı sıra hafif ve vücut ile uyumlu olması implant malzemesi olarak kullanımını arttırmıştır. Bu çalışma kapsamında ise, saf titanyum altlık malzemesi üzerine, kemik yapısına olan benzerliği ve insan vücuduna yerleştirilen implantın çevresindeki kemik ile bağ yapımını hızlandırması sebebiyle Ca10(PO4)6(OH)2 formülüne sahip Sulzer-Metco firması tarafından sağlanan hidroksiapatit ve katkı olarak kullanılan TiO2 tozları ile plazma sprey kaplama yapılmıştır. Kaplama prosesi sırasında TiO2 %’si, bağlanma katmanı kalınlığı ve sprey mesafesi olarak seçilen parametrelerin deneysel tasarım tekniği ile kaplama mukavemeti üzerine etkileri incelenmiştir. Farklı koşullar altında oluşturulan kaplamalara ait deney sistemi, değişimlerin analizi (Analysis of Variance, ANOVA) ve regresyon analizi yöntemleri ile değerlendirilmiş ve mukavemet üzerine en etkili parametrenin TiO2 %’si, sonrasında ise sprey mesafesi olduğu tespit edilmiştir.

While biomaterials have been using in dentistry widely, they have also implant applications in orthopedy. Examples of biomaterials are seen in the every step of development of humanity from Before Christ (B.C.) to present. Biocompatibility is a term to define the usage of biomaterials in human body. For biomaterials especially implants, biocompability is important. Implant materials must cause no reaction, allergy, clot and inflammation in human body. Various metals (stainless steel, cobalt alloys, titanium alloys) have been used to provide biocompability for human. In recent years, titanium has chosen that its high mechanical properties, low density and biocompatibility with human body. In this study, pure titanium surface was coated with plasma spray coating using hydroxyapatite (Ca10(PO4)6(OH)2) and TiO2 powders provided from Sulzer-Metco. There were ten different coated group with the experimental design combination of parameters of Bondcoating, addition of the percentage of TiO2 to HA and spray distance. Hydroxyapatite coatings that are produced with different parameters were analysed metallografically and mechanically. This technology will improve the cohesion strength and survivability of coating. This coating will generate strong bonding, coalescence of the implant in human body.