DEVELOPMENT AND CHARACTERIZATION OF BIOMEDICAL POROUS Ti-15Mo ALLOY

Abstract

ABSTRACT

Titanium alloys are widely used in biomedical applications due to their excellent biocompatibility, mechanical properties, and corrosion resistance. Porous Ti-15Mo-2In alloy is a promising material for biochemical applications due to its excellent biocompatibility, mechanical properties, and ability to promote osseointegration. In this study, prepared porous Ti-15Mo-2In alloy using a powder metallurgy technique and evaluated its suitability for biomedical applications. The porous Ti-15Mo-2In alloy was fabricated using salt (NH4HCO3) as a pore-forming agent in different concentrations (20, 30, 50, and 60 Vol. %). The material's mechanical properties, including compressive strength, elastic modulus, and hardness, were characterized using standard testing methods. The compressive strength and hardness decrease with an increase in the porosity; the presence of porosity in a titanium alloy can have a negative impact on its hardness by reducing its density, creating stress concentration points, and affecting its microstructure. Therefore, optimizing porosity during production is essential to ensure the material has the desired mechanical properties. Produced Ti alloys have been shown to have promising antibacterial properties against S. aureus and other microorganisms, which could make them a valuable material for use in medical implants and other applications where bacterial colonization is a concern. The absence of an inhibition zone for Ti alloy against E. coli could be due to various factors, including bacterial resistance, different growth requirements, or experimental conditions. In conclusion, porous Ti-15Mo-2In alloy prepared using powder metallurgy is suitable for biochemical applications due to its excellent biocompatibility, mechanical properties, and ability to promote cell growth. Further studies are needed to evaluate its performance in vivo and to optimize its surface properties for specific biochemical applications.

ÖZET

Titanyum alaşımları, mükemmel biyouyumlulukları, mekanik özellikleri ve korozyon dirençleri nedeniyle biyomedikal uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Gözenekli Ti-15Mo-2In alaşımı, mükemmel biyouyumluluğu, mekanik özellikleri ve osseointegrasyonu teşvik etme yeteneği nedeniyle biyokimyasal uygulamalar için umut verici bir malzemedir. Bu çalışmada, toz metalürjisi tekniği kullanılarak gözenekli Ti-15Mo-2In alaşımı hazırlanmış ve biyomedikal uygulamalar için uygunluğu değerlendirilmiştir. Gözenekli Ti-15Mo-2In alaşımı, %53,83 gözeneklilik ile farklı oranlarda (Hacim %20, 30, %50 ve 60 Hacim) gözenek oluşturucu madde olarak tuz (NH4HCO3) kullanılarak imal edilmiştir. Basınç dayanımı, elastik modül ve sertlik dahil olmak üzere malzemenin mekanik özellikleri, standart test yöntemleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Gözenekliliğin artmasıyla bisma dayanımı ve sertlik azalır, bir titanyum alaşımında gözenekliliğin varlığı, yoğunluğunu azaltarak, stres konsantrasyon noktaları oluşturur ve mikro yapısını etkileyerek sertliği üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olabilir. Bu nedenle, malzemenin istenen mekanik özelliklere sahip olmasını sağlamak için üretim sürecinde gözenekliliği en aza indirmek önemlidir. Ti alaşımlarının S. aureus ve diğer mikroorganizmalara karşı ümit verici antibakteriyel özelliklere sahip olduğu gösterilmiştir, bu da onları tıbbi implantlarda ve bakteriyel kolonizasyonun önemli olduğu diğer uygulamalarda kullanım için değerli bir malzeme haline getirebilir. Ti alaşımı için E. coli'ye karşı bir inhibisyon bölgesinin olmaması, bakteri direnci, farklı büyüme gereksinimleri veya deneysel koşullar dahil olmak üzere çeşitli faktörlere bağlı olabilir. Sonuç olarak, toz metalürjisi kullanılarak hazırlanan gözenekli Ti-15Mo-2In alaşımı, mükemmel biyouyumluluğu, mekanik özellikleri ve hücre büyümesini teşvik etme yeteneği nedeniyle biyokimyasal uygulamalar için uygun bir malzemedir. Performansını in vivo olarak değerlendirmek ve belirli biyokimyasal uygulamalar için yüzey özelliklerini optimize etmek için daha ileri çalışmalara ihtiyaç vardır.