Biyomalzeme olarak Ti-Cu alaşımlarının üretimi ve mekanik, morfolojik ve antibakteriyel özelliklerinin incelenmesi

Osteogenez açısından titanyum ve alaşımlarının biyouyumluluğu, bilinen tüm metalik biyomalzemeler arasında en iyi olanıdır. Titanyum alaşımları, halihazırda implantlarda ticari olarak biyomalzeme olarak kullanılan paslanmaz çeliklere ve Co-Cr alaşımlarına uygun alternatifler olarak kabul edilmektedir. Cerrahi işlem sırasında antibiyotik kullanımının yanı sıra bakteriyel enfeksiyonu azaltmak için bir başka önlem de antibakteriyel özelliği olan implantların kullanılmasıdır. Bu çalışmada titanyum ve bakır alaşımlarının üretimi, karakterizasyonu ve antibakteriyel aktivitelerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada Ti-Cu alaşımları Ti5Cu, T10Cu, Ti15Cu olarak üç farklı katkılama oranı, üç farklı alaşımlama süresi ve iki ayrı sinterleme sıcaklığı (950°C ve 1150 °C) kullanılarak üretilmiştir. Üretilen alaşımların karakterizasyonları XRD, SEM ve SEM-EDS cihazları ile gerçekleştirilmiştir. Aynı zamanda, alaşımların elastik modül ve bağıl yoğunlukları belirlendi. XRD sonuçları, Ti-Cu alaşımlarının oluştuğunu göstermiştir. Aynı zamanda, SEM ve SEM-EDS analizlerinde alaşımın homojen bir dağılım gösterdiği belirlenmiştir. En yüksek elastik modül 144 GPa ile Ti15Cu 2h alaşımı gösterirken en düşük elastik modül değeri 84.6 GPa ile Ti10Cu 4h alaşımı göstermiştir. Alaşımların antibakteriyel aktivitelerinin alaşımlama parametrelerinden etkilendiği ortaya çıkarılmıştır. Bu çalışma, Ti-Cu alaşımlarının üretim parametrelerinin çeşitlendirilmesi ile farklı nitelikte biyomalzeme üretimini gerçekleştirilebileceğini göstermiştir.

In terms of osteogenesis, the biocompatibility of titanium and its alloys is the best of all known metallic biomaterials. Titanium alloys are recognized as suitable alternatives to stainless steels and Co-Cr alloys, which are currently used commercially as biomaterials in implants. In addition to the use of antibiotics during the surgical procedure, another measure to reduce bacterial infection is the use of implants with antibacterial properties. The aim of this study was to fabricate and characterize titanium and copper alloys and to determine their antibacterial activity. In the study, Ti-Cu alloys Ti5Cu, T10Cu and Ti15Cu were produced using three different doping ratios, three different alloying times and two different sintering temperatures (950°C and 1150 °C). The characterizations of the produced alloys were carried out by XRD, SEM and SEM-EDS. At the same time, the elastic modulus and relative density of the alloys were determined. XRD results showed that Ti-Cu alloys were formed accordingly. At the same time, SEM and SEM-EDS analyses showed a homogeneous distribution of the alloy. The Ti15Cu 2h alloy showed the highest elastic modulus of 144 GPa, while the Ti10Cu4h alloy showed the lowest elastic modulus of 84.6 GPa. It was revealed that the antibacterial activity of the alloys was affected by the alloy production parameters. This study showed that by diversifying the production parameters of Ti-Cu alloys, biomaterials of different qualities can be produced.