Polilaktik asit (PLA) matrisli nano takviyeli biyouyumlu kompozit malzeme üretimi ve analizi
Küçük Resim Yok
Tarih
2019
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Karabük Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Günümüzde medikal ve kemik doku mühendisliği alanlarındaki uygulamalarda polilaktik asit (PLA) ve hidroksiapatit (HA) içeren kompozit yapılarıyla ilgili çalışmalar artış göstermektedir. Yapılan bu çalışmada PLA polimerinin biyouyumluluğu ve kullanım alanları dikkate alınarak PLA matrisli nanokompozit yapı elde edilmesi ve elde edilen yeni PLA matrisli nano takviyeli kompozit numunelerinin mekanik ve karakterizasyon özelliklerinin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Kompozit yapıda katkı maddesi olarak titanyum dioksit (TiO2) ve HA nano partikülleri kullanılmıştır. Kompozit yapının üretim için çözücü döküm parçacık uzaklaştırma yöntemi kullanılmıştır. Ağırlıkça %21 oranında çözücü ve PLA, PLA/ HA, PLA/ HA/ %0,5 TiO2, PLA/ HA/ %1 TiO2, PLA/ HA/ %1,5 TiO2 çözeltileri hazırlanmıştır. PLA malzemesi metilen klorür (diklorometan) içerisinde çözdürülmüş ve HA ve TiO2 eklenerek 4 saat boyunca 150 dev/dk. 'da oda sıcaklığında manyetik karıştırıcıda karıştırılmıştır. Ardından içerisinde 600-1054 µm boyutunda tuz bulunan kalıba infiltrasyon uygulanmak üzere dökülmüştür. İnfiltrasyon işlemiyle tuz taneciklerinin arasındaki boşluklara emdirilen kompozit çözelti parçacık uzaklaştırma evresinde oda sıcaklığında 24 saat bekletilerek yapının içerisindeki tuzlar çözdürülmüş ve gözenekli numuneler elde edilmiştir. Kompozitlerin mikro yapısal özellikleri taramalı elektron mikroskobu (SEM), malzeme yüzeyindeki belirli noktalarda element analizi enerji dağılımı spektrometresi (EDS) ile ve malzemelerin elemental haritası Mapping analizi ile, oluşan fazlar X-ışını kırınım (XRD) analizi ile, mekanik özellikler basma testi ile incelenmiştir. Numunelere 1,2, 3, 4 haftalık periyotlar kullanılarak in vitro biyoaktivite testi uygulanmıştır. Bunun sonucunda numunelerin biyoaktiviteleri incelenmiştir. Çalışmanın sonucunda numunelerinin SBF'de bekleme süresi arttıkça oluşan apatit boyutlarının arttığı görülmüştür. Apatit oluşumu ile ters orantılı olarak SBF'de bekleme süresi arttıkça numunelerdeki gözenek boyutları küçülmüştür. Numunelere uygulanan basma testi sonucunda en yüksek basma dayanımına PLA/HA numunelerinin olduğu görülmüştür. En düşük basma dayanımı ise PLA numunelerinde elde edilmiştir. Bu sonuçlar doğrultusunda çalışma kapsamında hazırlanan kompozitlerin biyomedikal ve tıp alanında gerçekleştirilen uygulamalarda yapay doku iskelesi olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. Anahtar Sözcükler : Polilaktik asit, hidroksiapatit, titanyum dioksit, biyouyumluluk, nanokompozit, doku iskelesi.
Nowadays, studies on composite structures containing polylactic acid (PLA) and hydroxyapatite (HA) have been increasing in medical and bone tissue engineering applications. In this study, it is aimed to obtain PLA matrix nano composite structure considering the biocompatibility and usage areas of PLA polymer and to improve the mechanical and characterization properties of the new PLA matrix nano reinforced composite samples. Titanium dioxide (TiO2) and HA nanoparticles were used as the composite additives. Solvent casting particulate leaching method was used to produce composite structure. 21% by weight of solvent and PLA, PLA / HA, PLA / HA / 0.5% TiO2, PLA / HA / 1% TiO2, PLA / HA / 1.5% TiO2 solutions were prepared. PLA material was dissolved in methylene chloride (dichloromethane) and HA and TiO2 were added and stirred for 4 h at 150 rpm in a magnetic stirrer. Then 600-1054 ?m salt was poured into the mold to be infiltrated. With the infiltration process, the composite solution impregnated in the spaces between the salt particles was allowed to stand at room temperature for 24 hours at the particle removal stage, and the salts in the structure were dissolved and porous samples were obtained. Microstructural properties of composites were examined by scanning electron microscopy (SEM), element analysis energy distribution spectrometer (EDS) at certain points on the surface of material and elemental map of materials by Mapping analysis, X-ray diffraction (XRD) analysis and mechanical properties were tested by compression test. In vitro bioactivity test was applied to the samples using 1, 2, 3, 4-week periods. As a result, their bioactivity and degradation rates were investigated. At the end of the study, it was observed that the dimensions of the HA increased as the duration of waiting of the samples increased. As the waiting time in SBF increased inversely with apatite formation, the pore sizes in the samples decreased. As a result of the compression test applied to the samples, it was observed that PLA / HA samples had the highest compressive strength. The lowest compressive strength was obtained in PLA samples. According to these results, it has been concluded that the composites prepared within the scope of the study can be used as artificial scaffolds in biomedical and medical applications. Key Word : Polylactic acid, hydroxyapatite, titanium dioxide, biocompatibility, nanocomposite, tissue scaffold.
Nowadays, studies on composite structures containing polylactic acid (PLA) and hydroxyapatite (HA) have been increasing in medical and bone tissue engineering applications. In this study, it is aimed to obtain PLA matrix nano composite structure considering the biocompatibility and usage areas of PLA polymer and to improve the mechanical and characterization properties of the new PLA matrix nano reinforced composite samples. Titanium dioxide (TiO2) and HA nanoparticles were used as the composite additives. Solvent casting particulate leaching method was used to produce composite structure. 21% by weight of solvent and PLA, PLA / HA, PLA / HA / 0.5% TiO2, PLA / HA / 1% TiO2, PLA / HA / 1.5% TiO2 solutions were prepared. PLA material was dissolved in methylene chloride (dichloromethane) and HA and TiO2 were added and stirred for 4 h at 150 rpm in a magnetic stirrer. Then 600-1054 ?m salt was poured into the mold to be infiltrated. With the infiltration process, the composite solution impregnated in the spaces between the salt particles was allowed to stand at room temperature for 24 hours at the particle removal stage, and the salts in the structure were dissolved and porous samples were obtained. Microstructural properties of composites were examined by scanning electron microscopy (SEM), element analysis energy distribution spectrometer (EDS) at certain points on the surface of material and elemental map of materials by Mapping analysis, X-ray diffraction (XRD) analysis and mechanical properties were tested by compression test. In vitro bioactivity test was applied to the samples using 1, 2, 3, 4-week periods. As a result, their bioactivity and degradation rates were investigated. At the end of the study, it was observed that the dimensions of the HA increased as the duration of waiting of the samples increased. As the waiting time in SBF increased inversely with apatite formation, the pore sizes in the samples decreased. As a result of the compression test applied to the samples, it was observed that PLA / HA samples had the highest compressive strength. The lowest compressive strength was obtained in PLA samples. According to these results, it has been concluded that the composites prepared within the scope of the study can be used as artificial scaffolds in biomedical and medical applications. Key Word : Polylactic acid, hydroxyapatite, titanium dioxide, biocompatibility, nanocomposite, tissue scaffold.
Açıklama
Fen Bilimleri Enstitüsü, Endüstriyel Tasarım Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Anahtar Kelimeler
Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
