Koyun hidroksiapatite alumina ilavesinin etkisi

Abstract

İnsan kemiğine benzerliği nedeniyle atık koyun kemiklerinden hidroksiapatit (KHA) üretimi cazip hale gelmiştir. Ancak; vücut içerisinde düşük mekanik özellikleri nedeniyle kullanımı sınırlıdır. KHA’ in mekanik özelliklerinin ve/veya kullanım alanlarındaki güvenilirliğinin artırılabilmesi üzerine literatürde sınırlı sayıda çalışma bulunmakta olup, ilgili çalışmalarda takviye malzemesi olarak kullanılan biyocam, niobyum oksit ve magnezyum oksit gibi malzemelerle güvenirliliğinin yeterli oranda artırılamadığı belirlenmiştir. Bu çalışmada 4 farklı oranda (ağırlıkça %1, 2.5, 5 ve 10) alümina (Al2O3) ilavesi ve sinterleme sıcaklıklarının (1100, 11500, 1200, 1250 ve 1300oC) KHA’ in fiziksel, mekanik ve mikroyapısal özelliklerine etkileri incelendi. Yapılan incelemeler neticesinde; KHA’ in yoğunluk (2.16±0.03’ ten 2.98±0.02 g/cm3 ’ e) ve sertlik (0.93±0.15 GPa’ dan 3.90±0.27 GPa’ a) değerlerinin artan sıcaklarla arttığı, ancak; en yüksek basma mukavemeti (82±5.05 MPa) ve kırılma tokluğu (0.70±0.11 MPam1/2) değerlerine 1200oC’ lik sıcaklıkta ulaşıldığı belirlendi. KHA’ e ağırlıkça %1 ve %2.5 oranlarında Al2O3 ilavelerinin ağırlıkça %5 ve %10’ a göre daha iyi özelliklerin elde edilmesine katkıda bulunduğu, ancak optimum Al2O3 oranının ağırlıkça %2.5 ve optimum sinterleme sıcaklığının 1200oC olduğu belirlendi. Bu oranda Al2O3 ilavesi ile KHA’ e ait kırılma tokluğu değerinde %141 (0.70±0.11 MPam1/2’ den 1.70±0.15 MPam1/2’ ye), basma mukavemeti değerinde ise %152 (82±5.05 MPa’ dan 207±5.85 MPa’ ya) oranında artışların sağlanabildiği, bunun nedeninin ise ilgili orandaki alumina ilavesiyle tane büyümesinin engellenmesinden kaynaklandığı belirlendi. KHA’ e oranla her ne kadar ağırlıkça %2.5 oranında Al2O3 ilavesi ile KHA’ in güvenirliliği artırılmış olsa da, insan vücudunda yüke gerektiren uygulamalar için uygun olmadığı belirlendi.