Anodize Ti6Al4V Alaşımı Üzerine Ag Nanoparçacık Katkısının Korozyon ve Aşınma Davranışına Etkisinin Araştırılması

Titanyum ve alaşımları sağladıkları üstün mekanik, elektrokimyasal,

tribolojik ve biyouyumluluk özellikleri nedeniyle implant ve protez

malzemesi olarak vücut içerisinde birçok yerde sıklıkla tercih

edilirler. Ancak bu malzemeler biyouyumluluk açısından biyoinert

olup canlı doku ile temas ettiklerinde tepkisiz bir özellik

göstermektedir. Son yıllarda implant ve protezlerden yüksek

mukavamet, iyi korozyon ve aşınma direnci gibi yapısal özelliklerin

yanı sıra çok daha iyi biyouyumluluk özellikleri göstermeleri de

beklenmektedir. Bu özellikler, implant yapının kemik ile temas

ettiğinde bağ doku oluşturmadan doğrudan kemik doku oluşturması

(osseointegrasyon), biyoaktif özellik göstererek iyileşmeyi

kolaylaştırması (biyoaktivite) veya eriyerek kemik dokunun yerini

alması (biyobozunurluk) şeklinde sıralanabilir. Dolayısıyla Ti ve

alaşımlarına biyoinertlik yerine bu tür daha iyi biyouyumluluk

özellikleri kazandırabilmek için birçok yüzey işlemi uygulanabilir. Bu

uygulamalardan biri, Ti ve alaşımlarında korozyondan sorumlu pasif

oksit tabakasının doğrudan oluşumunu sağlayan anodizasyon

işlemidir. Anodizasyon işleminin parametreleri uygun hale getirildiği

takdirde bu yapıların yüzeyinde nanogözenekler veya nanotüpler

oluşturabilmektedir. Elde edilen bu gözenekli yapı hem biyoaktif bir

yüzey oluşturmakta hem de süperhidrofilik özellik göstererek kemik

doku oluşumunu desteklemektedir. Ancak Ti ve alaşımlarında

implantın başarısız olarak sonuçlanmasına neden olan bir diğer sorun

yüzeyin antibakteriyel özellik taşımaması nedeniyle enfeksiyonlara

yol açmasıdır. Bu bilgiler ışığında, bu alaşımların yüzeylerine

biyoaktiflik ve antimikrobiyal/antibakteriyel özelliklerini bir arada

kazandırmanın gerekliliğinin doğduğu açıkça görülmektedir.

Araştırmalar sonucu başka bir kaplama veya katkı materyali olarak

gümüş partiküllerinin, bakteri ve mikroorganizmaların hücre duvarı

ve hücre zarından geçerek bu yapıların DNA’ larını inhibe edebilme

yeteneği ile mükemmel bir antibakteriyel yapıya sahip olduğu

görülmüştür.

Bu proje kapsamında, implantlarda sıklıkla tercih edilen Ti6Al4V

biyometalik alaşım numuneleri 10 x 10 x 2 mm3 boyutlarında

modern bir üretim tekniği olan Seçici Lazer Ergitme (SLM) yöntemi

ile üretilecektir. Ardından biyoaktiflik ve antimikrobiyal/antibakteriyel

özellikleri bir arada sağlamak amacıyla numunelerin yüzeylerinde

öncelikle anodizasyon işlemi ile titanyum oksit (TiO2)

nanogözenekler oluşturulup ardından bu gözeneklere

elektrokimyasal depozisyon yöntemiyle gümüş nanoparçacıkların

(Ag-NP) katkılanması planlanmaktadır. Yüzey işlemleri

tamamlandıktan sonra implantlarda oldukça sık meydana gelen

korozyon ve aşınma davranışlarının incelenmesi için karşılaştırma

yapabilmek adına işlemsiz, sadece anodize Ti6Al4V ve Ag-NP katkılı

anodize Ti6Al4V numunelerin yüzeyleri yapay vücut sıvısı (SBF)

içerisinde bir potansiyostat/galvanostat cihazı kullanılarak korozyon

ve bir doğrusal aşınma cihazı (reciprocating) kullanılarak da aşınma

testlerine tabii tutulacaktır. Yüzey işlemleri ve testler sonrası tüm

numunelere yapısal (XRD-EDS) ve morfolojik (SEM) karakterizasyon

işlemleri uygulanarak elde edilen yüzeylerin durumu analiz

edilecektir. Ayrıca aşınma testleri sonucu meydana gelen aşınma

izlerinin derinlik ve genişliklerini hakkında daha anlamlı yorum

yapabilmek için testler sonrası yüzeylerin durumu 3 boyutlu profilometre cihazı kullanılarak analiz edilecektir. Nihai olarak

çalışma, korozyon ve aşınma testleri sonucu elde edilen grafiklerin

yorumlanması ile tamamlanacaktır