Hidroksiapatit-magnezyum oksit ikili kompozitine çinko oksit ilavesininetkisinin incelenmesi

Abstract

Kalsiyum fosfat esaslı seramikler arasında yer alan hidroksiapatit (HA) sahip olduğu üstün biyolojik özellikleri nedeni ile insan vücudunda kullanılabilen ve sentetik, biyolojik ve/veya ticari saflıkta olmak üzere üretimi gerçekleştirilebilen biyomalzemelerden birisidir. Ancak 0.6- 1 MPam1/2 arasında değişen kırılma tokluğu ve kırılganlığının yüksek olması gibi özellikleri nedeniyle insan vücudundaki kullanımı yeterli güvenilirliğe sahip değildir. HA’ in insan vücudundaki güvenilirliğini artırmak için metalik malzemelerle takviyelendirilmesi, spark plazma ve/veya sıcak presleme gibi yöntemlerle sinterlenmesi gibi çeşitli stratejiler geliştirilmiştir. Bu stratejilerden birisi de HA’ in alumina (Al2O3), zirkonya (ZrO2), titanyum oksit (TiO2), ve/veya bor oksit (B2O3) vb. gibi kendisinden daha yüksek mekanik özelliklere sahip olan oksit esaslı seramikler ile takviyelendirilmesidir. Ancak belirtilen bu oksit esaslı seramikler HA’ in dekompoze olma oranında artışa ve dekompoze olma sıcaklığında azalmaya neden olmaktadır. Daha önce yapmış olduğumuz bir çalışmamızda magnezyum oksit (MgO) ile HA’ in ağırlıkça %1 oranında takviyelendirilmesi neticesinde belirtilen bu problemlerin önüne geçildiği, ancak; ilgili çalışmamızda belirttiğimiz üzere HA-%1MgO ikili kompozitinin insan vücudunda yüke dayanım gerektiren uygulamalar için gerekli olan bazı özelliklere sahip olmadığı belirlenmiştir. Bu çalışmada gerçekleştirilen mikroyapısal incelemeler ve mekanik testler ile HA-%1MgO ikili kompozitine ağırlıkça %0.25, 0.50 ve 1.0 oranlarında çinko oksit (ZnO) ilavesinin etkisi incelendi. Yapılan incelemeler neticesinde HA-%1MgO kompozitine %0.5 oranında ZnO ilave edilmesi ile HA-%1MgO’ e ait sertlik (447.6’ dan 495 HV’ ye), kırılma tokluğu (1.80’ den 2.15 MPam1/2’ ye) ve basma mukavemeti (183’ den 198.17 MPa’ ya) özelliklerinde artışın sağlanabildiği ve belirtilen bu özelliklerin elde edilmesinde tane boyutunda azalmanın ve oluşan Zn-P-O elementlerini içeren ZnP2O6 ve ZnP4O11 fazlarının etkili olduğu belirlendi. Ancak ZnO ilaveli numunelerin 1300oC sinterlenmesinin aşırı tane büyümesi nedeniyle azaldığı belirlendi.