Yüksek hızlı oksi- yakıt püskürtme (HVOF) teknolojisi ile hidroksiapatit kaplama

Abstract

Bu çalışmada, bir biyoseramik malzeme olan hidroksiapatitin [HA:Ca5(PO4)3(OH)], kimyasal yöntemle sentezlenmesi ve sinterlenme davranışı incelenmiştir. Kemik, diş gibi sert dokuların inorganik yapısını oluşturan kalsiyum fosfat esaslı bir seramik malzeme olan HA, biyouyumluluğu nedeniyle yapay kemik olarak protez yapımında, çatlak ve kırık kemiklerin onarımında, metalik biyomalzemelerin kaplanmasında ve dental uygulamalarda kullanılmaktadır. HA'nın özellikleri ile HA'nın kaplama yöntemleri kapsamlı bir şekilde açıklanmıştır. Yüksek mekanik, fiziksel ve biyolojik performanslarından dolayı, paslanmaz çelikler ve titanyum alaşımları biyomedikal uygulamalarda yaygın olarak kullanılan metalik malzemelerdir. Vücuda implante edilecek olan bu alaşımlardan imal edilmiş protezlerin üzerinde doğal kemik dokusunun büyüyebilmesi için yüzeylerinin hidroksiapatit gibi biyoaktif bir yapı ile kaplanması gerekmektedir. Kırılgan yapısı ve düşük dayanımı nedeniyle hidroksiapatitin yük altında çalışacak klinik uygulamalarda kullanımı sınırlıdır. Metal esaslı implant malzemelerinin kaplanmasında başlıca; plazma püskürtme, HVOF püskürtme, laser, elektroforez, daldırma, sol-jel gibi yöntemler kullanılmaktadır. Ticari anlamda kullanılan en yaygın ve ekonomik kaplama yöntemi plazma püskürtme kaplamadır. Fakat çok yüksek sıcaklıklarda uygulanan bu yöntem, hidroksiapatitin yapısının bozunmasına ve ikincil fazların oluşmasına neden olmaktadır. HVOF; plazma püskürtme yönteminde oluşan olumsuzlukları büyük oranda giderebildiğinden alternatif kaplama yöntemi olarak kullanılabilmektedir. Bu proje çalışması; biyomedikal uygulamalarda kullanılan 316L paslanmaz çeliğinin ve titanyum esaslı alaşımların yüzeylerine HVOF teknolojisi ile hidroksiapatit kaplanmasını amaçlamaktadır. Yapılan kaplamaların standartlara bağlı olarak analizleri yapılmış ve sonuçlar irdelenmiştir.

In this project, hydroxyapatite synthesized by chemical method and sintering process of HA which is a bioceramic material inspected. HA which is a calcium phosphate based ceramic material forms inorganic tissue of bone and tooth as hard tissues is used in production of prothesis for synthetic bone, fractured and broken bone restoration, coating of metalic biomaterials and dental applications because of its biocompatiblity. HA coating method with the features of HA are described in a comprehensive manner. Stainless steels and titanium alloys are the most common used metallic materials in biomedical applications due to their high mechanical, physical and biological performance. To achieve natural bond growing on implanted prosthesis that is manufactured from metallic biomaterials, their surfaces should be coated with bioactive material such as hydroxyapatite (HA). The brittle structure and poor strength of HA restrict its clinical applications under load bearing positions. Different methods such as plasma spraying, HVOF spraying, laser, electrophoresis, dip coating, sol-gel methods are used to coat of metal based implant surfaces. Plasma spraying is the most common and economical method for industrial applications. Because of its high process temperature, this method causes defects on HA structure and occurrence of secondary phases. HVOF spray can be used as an alternative method to reduce problems in plasma spray coating. The aim of this project is, applying HA coating on 316L stainless steel and Ti-based implants with to coat HVOF technology used in biomedical applications. The coating produced was investigated depending on analysis by the standard.