Yazar
Al-Sidi, Riad Hadi Saleh
Basım Tarihi
2019-01-11
Tür
Belge
Dil
İngilizce
Dijital
Evet
Yazma
Hayır
Kütüphane
Özyeğin Üniversitesi
Kayıt Numarası
c882464b-313d-4924-a47a-bcc6affeb526
Lokasyon
Makine Mühendisliği Bölümü
Tarih
2019-01-11
Örnek Metin
Biyomateryaller sağlık alanında kullanılan ürünlerin temsili bir kısmını oluşturur. Biyomedikal cihazlar (biyosensörler, kan dolaşım tüpleri, hemodiyaliz sistemleri gibi) örnek olarak verilebilir. Biyomateryaller, farmakolojik olarak inert olması gereken ve canlı sisteme implante edilmek veya dahil edilmek üzere tasarlanmış (dikişler, plaklar, kemik ikameleri, tendonlar, ekranlar veya ağlar, kalp kapakçıkları, lensler, dişler gibi), ilaçların salınmasına yönelik cihazlar (filmler, deri altı implantlar ve parçacıklar şeklinde), yapay organlar böbrek, karaciğer, pankreas, akciğerler, deri ve pansumanlar gibi dahili veya harici yerleşimli olabilir. Biyomateryal terimi son yıllarda farklı yazarlar tarafından farklı şekillerde tanımlanmıştır. Bu inceleme kapsamında biyomateryaller, teşhis, aşı, cerrahi veya terapötik uygulamalarla biyolojik sistemlerle (biyolojik sıvılar dahil) temas eden cihazlar olarak tanımlanır ve sentetik veya doğal kökenli bileşiklerin yanı sıra, implant olarak kullanılmak üzere işlenmiş domuz kalp kapakçıkları ve insan derisi flepleri gibi, hem katı hem de jel, macun ve hatta sıvı formunda kimyasal olarak doğal malzemelerden oluşabilen, mutlaka üretilmeyen cihazlar olarak tanımlanır. Bu alandaki en biyouyumlu malzeme titanyumdur ve alaşımları, yüksek biyouyumlulukları, düşük yoğunlukları, düşük elastikiyet modülleri ve paslanmaz çeliğe kıyasla üstün korozyon dirençleri nedeniyle özellikle protezlerde, kardiyovasküler kullanıma yönelik cihazlarda ve kırıkların fiksasyonunda biyomalzeme olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. Titanyumun, uzun süreli implantlar için önemli bir özellik olan osseointegrasyon eğiliminin daha yüksek olması gibi ek bir avantajı vardır. Titanyumun implantı çevreleyen dokularla reaksiyonunun azalması veya hiç olmaması, metal yüzeyinde genellikle nanometrik kalınlıkta olan titanyum dioksit filminin (TiO2) oluşturduğu pasivasyondan kaynaklanmaktadır. İmplant malzemelerinin yüzey işleme teknikleri de özelliklerini etkiler ve implantasyon sırasında enfeksiyona neden olabilecek biyouyumluluğu etkileyebilecek kontamine yüzeylere yol açabilir. Yüzey pürüzlülüğü ve kimyası implantın uzun vadeli başarısını etkileyebilecek en önemli faktörlerdir. Biyoimplantın başarısı ve hayatta kalması sonucunda biyouyumluluğu arttırmak ve mekanik sabitlemeyi ve dolayısıyla birincil stabiliteyi sağlamak için koruyucu bir yüzey oksit tabakası oluşturmak literatürde farklı yöntemlerle ortaya konmuştur. Son üretim süreçlerinde tercih edilen yöntem, kimyasal aşındırma ile ilişkili kumlamadır ve titanyum yüzeylerin, ana makinede kabul edilecek istenen yüzey pürüzlülüğünü verecek şekilde tasarlanması için yaygın olarak kullanılır. Kum püskürtme yöntemi, tedavi edilen yüzeye mikro bir pürüzlülük kazandırmak için belirli parçacıkların püskürtülmesinden oluşur; bu parçacıklar implant yüzeyine yapışarak yüzeyin kirlenmesine neden olabilir. Ancak yüksek sıcaklıkta plazma kaplama ve lazerle dövme gibi diğer alternatif yüzey yapılandırma yöntemleri maliyetlidir. Bu tezde, implant yüzey özelliklerini değiştirmek için literatürdeki mevcut yöntemlere ek olarak diş implantı silindirik yivli yüzeyler gibi düz olmayan biyoimplant yüzeylerinin işlenmesi için alternatif bir teknik olarak Üç Boyutlu Kimyasal Mekanik Parlatma (3-D CMP) işlemi oluşturulmuştur. Başlangıçta CMP prosesi, yarı iletken imalat endüstrisinde, nanometre düzeyinde erozyon prosesi yoluyla yüzey temizliğini mümkün kılan proses aracılığıyla mekanik kesme etkisi sağlayan, parlatma çamurlarındaki aşındırıcı parçacıkların varlığıyla ilişkili eşzamanlı mekanik kesme ve kimyasal eylemler yoluyla yüzey düzlemselliğini sağlamak için kullanılan yöntemlerden biridir. Bulamaç stabilizatörlerinin, pH ayarlayıcılarının ve oksitleyicilerin kimyasal bileşenlerini içeren birleşik değişkenler seti, yüzeyi kaplayabilen ve biyouyumluluğu artırabilen pasif oksit filminin oluşum sürecini teşvik etmek için birleştirilir. Genel olarak CMP, yüzeyleri cilalamak ve pürüzsüzlüğü sağlamak için kullanılır, ancak burada çamur parçacıkları konsantrasyonunu, ped malzemesi özelliklerini, ped-numune hızı oksitleyici tipini ve konsantrasyonunu içeren proses değişkenlerinin değiştirilmesinin, işlenmiş yüzeylerdeki yüzey pürüzlülüğünün tasarlanmasına ve kontrol edilmesine olanak sağladığı gösterilmiştir. CMP işleminin temel amacı tekdüze bir koruyucu film üretmektir. 3-D CMP uygulamasının, biyo-implantların insan vücudu ortamı ile temas halinde olan yüzeyindeki organik ve inorganik kontaminasyonu azalttığına ve iyon salınım süreçleri nedeniyle in vivo ret reaksiyonlarını azaltarak peri-implantit ve enfeksiyon riskini sınırlandırdığına inanılmaktadır. CMP'nin titanyum alaşımlarına uygulanmasının TiO2 filmleri üretme ve pürüzsüz bir yüzey oluşturma yeteneği literatürde gösterilmiştir. Bununla birlikte, doğal oksidi kendi kendine oluşan bir süreçtir, ancak yavaş bir süreçtir ve CMP işlemi bu süreci hızlandırmaktadır. Titanyum oksit filmin biyouyumluluğu, hücre yapışmasını, osteo oluşumunu ve bakteri büyümesinin önlenmesini desteklediği bilinmektedir. Ancak anodizasyon yöntemi gibi benzer işlemlerle üretilen oksit filmler, bu boşlukları ilaç salma noktaları olarak kullanma avantajına sahip kalın gözenekli film yapılarıyla sonuçlandı. Öte yandan bu gözeneklilik korozyon önleme sürecini etkileyebilir. Bu nedenle bu çalışmada implant yüzeyindeki organik ve inorganik kontaminasyonların giderilmesi ve implant yüzeylerinde istenilen pürüzlülüğün sağlanması amacıyla Ti bazlı implantlara 3 boyutlu CMP işlemi uygulanmıştır. Ayrıca CMP uygulanmış yüzeylerin biyouyumluluğu, elektrokimyasal analizler yoluyla yüzey ıslanabilirliği ve korozyon direnci, biyomekanik değerlendirmeler yoluyla da optimal yüzey parametreleri değerlendirilmiş ve sonuç olarak yüzey tepkilerine göre istenen yüzey pürüzlülüğü belirlenmiştir., Yaklaşık 10 yıl, biyomalzemeler, sağlık alanında kullanılan kırılma 300.000 olarak tahmin edilen temsili bir kısmı oluşturur. Biyomedikal cihazlar (biyosensörler, kan dağıtım tüpleri, hemodiyaliz sistemleri gibi), implante edilebilir yöntemler (sütürler, plaklar, kemik implantleri, tendonlar, meshler veya ekranlar, kalp kapakçıkları, lensler, diş gibi), beyin kapakçıkları, lensler, diş gibi), beyin kapakçıkları, lensler, diş gibi) Biyomalzeme terimi, son yıllarda farklı yazarlar tarafından farklı olabilirler. Bu inceleme kapsamında biyomalzemeler; Biyolojik sistemler (biyolojik sıvılar da dahil), teşhis, aşı, cerrahi veya terapötik uygulamalarla bağlantılı bileşenler olarak sınıflandırılmış ve kimyasal veya kimyasal olarak oluştuğu kadar sentetik veya doğal oluşumlu bileşenlerden de oluşabilir. İmplant olarak kullanılmak üzere işlenmiş domuz kalp kapakçıkları ve insan deri flepleri gibi çok fazla üretilmeyen hem katı hem de jel, macun ve hatta sıvı haldeki doğal yöntemlerle bunlara örnek verilebilir. Bu alanda en biyoyumlu malzeme miktarıdır. Yüksek biyouyumluluk, düşük sıcaklık oranı, düşük dayanıklılık ve dayanıklılık çeliğine kıyasla üstün aşınma direnci sayesinde titanyum alaşımı, özellikle protezlerde, korunma ve kırıkların sabitlenmesi için kullanılan standart olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Titanyum, uzun ömürlü implantlar için önemli bir özellik olan osseintegrasyon için daha uygundur. Titanyumun, implant uygulamaları dokularla azaltılmış veya var olmayan oranlarda, genellikle metalin nanometrik miktarına sahip olan titanyum dioksit filmi (TiO2) tarafından harcanması pasivasyondan yapılmaktadır. İmplant kesimleri için yüzey işleme tekniklerindeki malzemelerin özellikleri de etkiler, ve implantasyonda işlemciye neden olabilir ve biyouyumluluk oranı üzerinde etkili olabilecek kontaminasyona sebep olabilir. Başarılı, uzun ömürlü bir implantı birleştiren en önemli faktörlerin yüzey pürüzlülüğü ve kimyasıdır. Biyoyumluluğun ve mekanik bağlantının (ankraj) çalıştırılması ve bunun sonucunda sonuç stabilitede başarılı bir biyo-implant için, literatürde farklı korunmuş koruyucu bir yüzey oksit tabakası bölümleri. Son yıllarda üretimde kullanılan yöntem, kimyasal dağıtım ile ilişkili kumlama yöntemidir ve istenilen oranda yüzey pürüzlülüğü elde etmek için titanyum yüzeylerin düzenlenmesinde yaygın olarak kullanılır. Kumlama yöntemi, işlemin bölgeye mikro bir pürüzlülük elde edilmesi için özel olarak püskürtülmesinden oluşur. Bu parçalar, implant parçaları yapışabilir ve bu da kirlenmeye neden olabilir. Bununla birlikte, yüksek sıcaklıkta plazma kaplama veya lazerle yüzey işleme gibi diğer alternatif yöntemler yöntemleri de beslenmedir. Bu araştırma kapsamında, silindirik yüzeyli diş implantı gibi biyoimplant yüzeylerini işlemek için implant malzemelerinin yüzeylerinin işlemleri için literatürde var olan kesilmelere alternatif olarak, Üç Boyutlu Kimyasal Mekanik Cilalama/Düzlemleme (3-D CMP) işlemi sona ermektedir. Aslında CMP prosesi, aynı zamanda esnek hem mekanik hem de teknolojik olarak uçak yapabilen yarıiletkenler kullanılan bilgisayarlardan biridir. İşlem sırasında kullanılan bulamaç içindeki aşındırıcı kimyasallar mekanik kesme etkisi yaratarak yüzey temizliğinde nanometrik olarak aşınımı sağlar. Bulamacın kimyasal bileşenlerini oluşturan stabilizatörler, PH ayarlayıcılar ve oksitleyiciler, yüzey kaplayabilen ve biyoyumluluğu artırılabilen pasif oksit filminin oluşum sürecini hızlandırmak için birleştirilirler. CMP genel olarak pürüzsüz yüzeyler oluşturmak amaçlanarak kullanılmaktadır, ancak bu araştırmada; çamur hastalıklarının yoğunluğu, cilalama pedi malzemelerinin özellikleri, ped malzeme türü, oksitleme hızı ve yoğunluğu olmak üzere işlem bileşenlerinin değişkenleri, mühendisler, tedavi edilen bölgede pürüzlülük varlığı kontrol etme imkanı verir. CMP tedavisinin asıl amacı, tek tip bir koruyucu film oluşturmaktır. 3-D CMP'lerin; insan vücudunun çevresiyle teması halinde olan biyo-implantların önerdiği organik ve inorganik kirliliğin parçalandığı, peri-impantitis oluşumunun engellendiği ve iyon salımı sayesinde vücut içindeki yan etkilerinin daha da kötüleştiğine inanılmaktadır. Literatürlerdeki titanyum alaşımları üzerinde CMP ile üretilen TiO2 filmleri elde edilir ve pürüzsüz bir yüzey oluşturulur belirtilir. Ancak bu bileşim doğal yoldan ksitlenir ve bu süreç yavaş bir şekilde sunulur ve CMP uygulaması bu süreci hızlandırmaktadır. Titanyum oksit filminin biyoyumluluğuna, hücre adezyonuna ve bakteri ve osteo-oluşumunun önlenmesine katkılarının özellikleri bilinmektedir. Ancak, bir açıklama yöntemi gibi benzer kırılmalarda parçalı modeller; oluşan ilaç bırakma noktaları olarak kullanma avantajına sahip olan kalın kendili film yapılarına yol açmıştır. Diğer yandan bu korunmanın bozulmasını önleme süreci de devam eder. Bu nedenle, bu araştırmada, 3-D CMP yöntemi, implant sistemi istenilen pürüzlülük sağlamak ve organik ve inorganik kontaminasyonu önlemek için implant malzemesi olarak kullanılan Ti-plakalar üzerinde yapılmaktadır. Bunun yanı sıra, CMP ile tedavi edilmiş yüzeylerin reaksiyonlarına göre istenilen yüzey pürüzlülüğü oranı ve biyouyumluluğu; yüzey ısılanabilirliği ve kırılma direnci, elektrokimyasal analizler, optimal yüzey parçacıkları ve biyomekanik değerlendirmeler yollarıyla değerlendirilmiştir.
