Presented at the 4th International Symposium on Innovative Approaches in Engineering and Natural Sciences (ISAS WINTER-2019 (ENS)), Samsun, Turkey, Nov 22, 2019

SETSCI Conference Proceedings, 2019, 9, Page (s): 357-362 , https://doi.org/10.36287/setsci.4.6.090

Published Date: 22 December 2019    | 1366     30

Biyomalzemeler, canlı doku işlevlerinin yerine getirilmesi amacıyla kullanılan doğal ya da sentetik malzeme türleridir. Biyomalzemeler, biyolojik sistemlerle etkileşim halinde olan ve tıbbi cihaz amacıyla kullanılan cansız malzeme olarak adlandırılırlar. Malzeme biliminde geliştirilen yapay biyomalzemeler, seramikler, polimerler, metaller ve kompozitler olarak gruplandırılmaktadırlar. Biyomalzeme olarak tercih edilen metal ve alaşımları, metalik bağlarla kuvvetli bağlanmaları ve üstün mekanik özelliklerinden dolayı büyük öneme sahiptirler. Metalik biyomalzemelerden kemik ve çevresindeki dokulara, iyon salınması ile elektron akışı olmakta ve doku ile metalik biyomalzeme arasında korozyon olayı gerçekleşmektedir. Biyomalzeme alanında kullanılan metalik biyomalzemelerin vücutta herhangi bir olumsuz etki oluşturmadan işlevini yerine getirmesi, etrafındaki dokuların fonksiyonlarına engel olmaması ve iltihaplanma oluşturmaması, malzemenin biyouyumlu olması anlamına gelmektedir. Biyomalzeme olarak kullanılan titanyum ve alaşımlarının, düşük yoğunluğu, yüksek mukavemeti, düşük elastik modülü, yüksek korozyon direnci ve iyi biyouyumlu özellikleri tercih edilmelerinin en önemli sebepleridir. Titanyum ve alaşımlarının korozyon dayanımının yüksek olması ve vücut içerisinde stabil davranmasının sebebi, yüzeyindeki oksit tabakasındandır. Bu çalışmada, biyomalzeme sektöründe kullanılan titanyum ve alaşımları araştırılmıştır. Titanyum ve alaşımlarının biyouyumluluk ve mekanik özellikleri hakkında biyomalzeme imalatçılarına, uygulayıcılarına ve kullanıcılara bilgi verilmesi amaçlanmıştır.

Keywords - Biyomalzeme, Titanyum ve Alaşımları

[1] H. Zitter and H. Plenk, “The Electrochemical Behaviour of Metallic Implant Materials as an Indicator of their Biocompatibility”, Biomedical Materials Research, 21-88, 1987.
[2] Ş.Y. Güven, “Biyouyumluluk ve Biyomalzemelerin Seçimi”, Süleyman Demirel Üniversitesi Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi 2(3), ÖS:BiyoMekanik, Isparta, sf 303-311, 2014.
[3] B Dikici, “Toz Metalurjisi Yöntemiyle Nikel Titanyum Alaşılarının Üretimi”, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 2010.
[4] M. Vallet-Regí, “Ceramics for Medical Applications”, Journal of Chemical Society, Dalton Transactions, (2) 97-108. 2001.
[5] J.B. Park and J.D. Bronzino, “Biomaterials”, Principles and Applications, CRC Press, Boca Raton, FL, 2003.
[6] M. Meral, “Çok İşlevli Uyluk Çivisi Tasarımı, Üretimi ve Mekanik Özellikleri”, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul. 2013.
[7] V.S. Bhat, “Biomaterials”, Alpha Science International Ltd., U.K., 2005.
[8] B.D. Ratner, A.S. Hoffman, F.J. Schoen and J.E. Lemons, “Biomaterials Science: an İntroduction to Materials in Medicine (2)”, Elsevier Academic Press, Waltham USA, 2004.
[9] F. Songur, “Ti6Al4V ELI Alaşımı Üzerine Nanokompozit TiO2:n-HA Kaplamaların PEO Yöntemi ile Büyütülmesi; Yapısal-Korozyon-Biyoaktivite Özelliklerinin Karakterizasyonu”, Yüksek Lisans Tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum, 2015.
[10] M. Long, H.J. Rack, “Titanium alloys in Total Joint replacement – A Materials Science Perspective”, Biomaterials, (19) 1621-1639, 1998.
[11] S. Köktaş, “Ti6Al4V Alaşımının İçyapı ve Yüzey Özelliklerinin CaP Bileşikleri ile Doyurulmuş Mg İçerikli MAO Filmlerinin Oluşumuna Etkisi”, Yüksek Lisans Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir, 2015.
[12] D.F. Williams, “On the Mechanisms of Biocompatibility”, Biomaterials, 29(20), 1941-2953, 2008.
[13] L.M. Plum, L. Rink and H. Haase, “The Essential Toxin: Impact of Zinc on Human Health”, International Journal of Environmental Research and Public Health, 7(4), 1342-1365, 2010.
[14] L.L. Hench, R.J. Splinter, W.C. Allen and T.K. Greenlee, “Bonding Mechanisms at the İnterface of Ceramic Prosthetic Materials”, Journal of Biomedical Materials Research, 5(6), 117–141, 1971.
[15] L.L. Hench and J.K. West, “Biological Applications of Bioactive Glasses”, Life Chemistry Reports, 13, 187–241, 1996.
[16] J. Black and G.W. Hastings, Handbook of Biomaterials Properties (1), London UK, Chapman and Hall Press, 1998.
[17] Büyük Larousse, Milliyet Yayınları, 22.cilt, 11557, 1986.
[18] A.H. Gültekin, “Titanyum Mineral Yatakları, Kayaçlarda Titanyum: İçeriği ve Bölümlenmesi”, Jeoloji Mühendisliği, 42, 21-37, 1993.
[19] ASM Metals Handbook, Properties and Selections: Nonferrous Alloys and Special-Purpose Materials, Vol. 2, ASM International, USA, 1328, 1991.
[20] B. Yalçın, “Toz Metalurjisi Yöntemiyle İmal edilen Titanyum Alaşımlı İmplantların Temel Özelliklerinin Araştırılması”, Doktora Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta, 2007.
[21] N. Balaban, “Titanyum ve Alaşımlarının Biyouyumluluklarının İncelenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul 2007.
[22] G. Lütjering and C. Williams, “Titanium”, Springer-Verlag, Heidelberg, 2003.
[23] C. Qizhi, A.G. Thouas, “Metallic Implant Biomaterials”, Materials Science and Engineering R, 87, 1-57, 2015.
[24] Y.F. Akdaş, “Termal Oksidasyon Yöntemi ile Cp-Ti ve Ti6Al4V Alaşımının Yüzey Modifikasyonu”, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 2006.
[25] C. Leyens and M. Peters, “Titanium and Titanium Alloys”, John Wiley, Weinheim, 2003.
[26] F.M. Güçlü, “Recrystallization and Oxidation Behavior of Commercial Purity Titanium”, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 2004.
[27] G. Lütjering, “Property Optimization Through Microstructural Control in Titanium and Aluminum Alloys”, Materials Science and Engineering, A263:117–126, 1999.
[28] M. Güden, “Spinal Enstrümanların Metalürjik Özellikleri”, DOI: 10.13140/RG.2.1.4220.2962, 2015.
[29] E. Çelik, “Preparation and Characterization of Sintered Ti-6Al-4V Powder Compacts”, Yüksek Lisans Tezi, İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, İzmir, 2004.
[30] C. Ensarioğlu, M.C. Çakır, “Titanyum ve Alaşımlarının İşlenebilirlik Etüdü”, Mühendis ve Makine, 46, 36-46, 2005.
[31] C. İçdem, “Saf Titanyum ve Ti6Al, Ti6Al7Nb Alaşımlarının Akışkan Yatak Ortamında Termal Oksidasyonu”, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 2007.
[32] T. Kasuga, H. Kondo and M. Nogami, “Apatite Formation on TiO2 in Simulated Body Fluid”, Journal of Crystal Growth, 235-240, 2002.
[33] X.X. Wanga, Y. Wei, S. Hayakawab, K. Tsurub and A. Osaka, “Apatite Deposition on Thermally and Anodically Oxidized Titanium Surfaces in A Simulated Body Fluid”, Biomaterials, 24, 4631-4637, 2003.
[34] D. Williams, Concise Encyclopedia of Medical and Dental Materials, 355- 365, 1996