The effect of zirconium oxide on sheep hydroxyapatite

Abstract

Bu çalışmada, farklı oranlarda %3yttria stabilize zirkonyum oksit (ZrO2) ilavesinin atık koyun femur kemiklerinden elde edilmiş olan hidroksiapatite (KHA) etkisi incelenmiştir. Bu amaçla 4 farklı kompozit hazırlandı ve preslendikten sonra 1100-1300oC arasında 4 saat süre ile sinterlendi. Saf koyun hidroksiapatit için artan sinterleme sıcaklıkları ile yoğunluk, kısmi yoğunluk, sertlik ve kırılganlık indeksi artarken, en yüksek yatay (8.23±0.28 MPa) ve dikey basma (82.48±5.50 MPa) mukavemeti ve kırılma tokluğu (0.70±0.11 MPam1/2) 1200oC’ de elde edildi. Saf KHA’ in 1300oC’ de sinterlenmesi beta trikalsiyum fosfat (β-TCP), alfa trikalsiyum fosfat (α-TCP) ve kalsiyum oksit (CaO) fazlarına dekompoze olmasına neden olmuştur. Bu sıcaklık için saf KHA’ daki dekompoze olma oranı %4.1 olarak hesaplandı. KHA-ZrO2 kompozitlerinde dekompoze olma oranı, artan sinterleme sıcaklığı ve ZrO2 oranı ile %48.1’ e kadar artmıştır. KHA-ZrO2 kompozitlerinde iki farklı kalsiyum zirkonat (CaZr4O9 ve CaZrO3) fazı dedekte edilmiş olup, bu kompozitlerde dekompozisazyonun artışının CaZrO3 fazından kaynaklandığı kanaatine varılmıştır. 1200oC’ de sinterlenen KHA-2.5ZrO2 kompozitinin KHA-ZrO2 kompozitleri içerisinde en iyi özelliklere sahip olduğu belirlendi. Bu kompozitin kırılma tokluğu 1.25±0.08 MPam1/2, dikey ve yatay basma mukavemeti değerleri ise 122.0±2.12 MPa ve 11.21±0.42 MPa’ dır. Ancak; KHA-ZrO2 kompozitinin yetersiz kırılma tokluğu özelliği nedeniyle insan vücudunda yüke dayanım gerektirmeyen uygulamalarda kullanılması önerilmektedir.