Ortopedik uygulamalar için polikaprolakton-kitosan nanolif kaplı Ti-mikroalaşımlı AZ31 Mg alaşımının biyobozunurluk özelliklerinin araştırılması

Basit Öğe Kaydı
dc.authorid0009-0006-3937-882X
dc.contributor.advisorCandan, Şennur
dc.contributor.authorYıldırım, Gamze
dc.date.accessioned2025-06-27T11:38:06Z
dc.date.available2025-06-27T11:38:06Z
dc.date.issued2024
dc.date.submitted2024
dc.departmentNEÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Biyomedikal Mühendisliği Anabilim Dalı
dc.descriptionYüksek Lisans Tezi
dc.description.abstractBu tez çalışmasında, ortopedik implant uygulamaları için AZ31 Mg alaşımının Ti mikro alaşımlandırma (ağr. %0,1 Ti, AZ31Ti) ile kontrollü biyobozunur özelliğinin geliştirilmesi çalışılmıştır. Çalışma kapsamında, AZ31 ve AZ31Ti alaşımlarının mikroyapı, sertlik ve çekme dayanımları karşılaştırılmıştır. Kaplanmamış ve elektro-eğirme yöntemi ile nanofiber kaplanmış alaşımların biyouyumluluk ve hücre tutunma testinin yanı sıra yapay vücut sıvısı (SBF) içinde in-vitro korozyon dayanımları araştırılmıştır. Fiber oluşumu için polikaprolakton (PCL) ve kitosan (CS) kullanılmıştır (PCL/CS). Ayrıca, PCL/CS karışımına karanfil özütlü enkapsüle gümüş nanopartikül (eAgNP) ilave edilerek ayrı bir kaplama karışımı (PCL/CS-eAgNP) hazırlanmıştır. AZ31Ti yüzeylerine elektro-eğirme yöntemiyle PCL/CS ve PCL/CS-eAgNP olmak üzere iki farklı nanofiber kaplama yapılmıştır. Biyouyumluluk testi için MC3T3-E1 (CRL-2593) osteoblast hücreleri model olarak kullanılmıştır. Malzeme karakterizasyon analizleri; Optik Mikroskop (OP), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Alan Emisyonlu Taramalı Elektron Mikroskobu (FE-SEM), X-Işınları Difraksiyonu (XRD), Fouirer Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), temas açısı ölçümleri ile yapılmıştır. OP görüntüleri ve SEM mikroyapı sonuçları; AZ31 ile kıyaslandığında, Ti mikro alaşımlamayla ortalama tane büyüklüğü ve şekillerinde belirgin bir farklılık olmadığını göstermiştir. XRD analizleri, AZ31 ve AZ31Ti alaşımlarının difraksiyon kırınımlarının benzerlik gösterdiğini ve Ti mikro alaşımlamanın AZ31 alaşımının kristal yapısının değiştirmediğini göstermiştir. Ti mikro alaşımlamayla hadde numunelerin sertlik değerlerinde ve mekanik özelliklerinde kayda değer bir değişiklik olmadığı gözlemlenmesine rağmen SEM analizleri, korozyon kaybı sonuçlarını teyit ederek en fazla korozyona uğrayan alaşımın AZ31 alaşımı oluğunu göstermiştir. FESEM görüntüleri, PCL/CS ve PCL/CS-eAgNP kaplamaların ortalama fiber çapları arasında anlamlı bir fark bulunmadığını ve her iki kaplama için de ~55 nm olduğunu göstermiştir. PCL/CS kaplı numunenin temas açısı 123° ve PCL/CS-eAgNP kaplı numunenin ise 118° olarak ölçülmüş ve eAgNP ile kaplamanın ıslatma özelliğinin çok da değişmediği, PCL/CS nanofiber kaplı AZ31Ti alaşımının korozyon kaybı, kaplanmamış AZ31Ti numunesine oldukça yakın olduğu için kaplamanın korozyon kontrolünde beklenen performansı gösteremediği sonucuna varılmıştır. XTT hücre proliferasyon testine göre absorbans sonuçları; PCL/CS kaplanmış numunelerin kaplanmamış alaşım grubuna kıyasla daha iyi biyouyumluluğa sahip olmasına karşın PCL/CS-eAgNP kaplı numunelerin en zayıf biyouyumluluğa sahip olduğunu göstermiştir. Hücre kültürü çalışmaları sonrasında numunelerin SEM görüntülerinde, kaplanmamış numune, zayıf hücre yapışması sergilerken, hücreler, karakteristik kaplama morfolojisi nedeniyle PCL/CS nanofiber kaplı numune üzerinde düzleşmekte ve genişlemekte olduğu gözlemlenmiştir.
dc.description.abstractIn this thesis, improvement of controlled biodegradability of AZ31 Mg alloy by Ti microalloying (0.1 wt%Ti, AZ31Ti) for orthopedic implant applications was studied. Within the scope of this study, microstructure, hardness and tensile strength of AZ31, AZ31Ti alloys were compared. The biocompatibility and cell adhesion tests of both uncoated and nanofiber-coated alloys by using the electrospinning method, were investigated along with their in-vitro corrosion resistance in simulated body fluid (SBF). Polycaprolactone (PCL) was used as a synthetic polymer and chitosan (CS) as a natural polymer for fiber formation (PCL/CS). In addition, a separate coating mixture (PCL/CS-eAgNP) was prepared by adding clove extract encapsulated silver nanoparticles (eAgNP) to the PCL/CS mixture. The two different nanofiber coatings, PCL/CS and PCL/CS-eAgNP, were made on AZ31Ti surfaces by electrospinning method. MC3T3-E1 (CRL-2593) osteoblast cells were used as a model for cell proliferation and biocompatibility assessment. Material characterization analyses were conducted using Optical Microscopy (OM), Scanning Electron Microscopy (SEM), Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM), X-Ray Diffraction (XRD), Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), and water contact angle measurements. Optical microscope images and SEM microstructure results showed that there was no considerable difference in the average grain size and grain shapes with Ti microalloying compared with AZ31 alloy. XRD analyses indicated that the diffraction patterns of AZ31 and AZ31Ti alloys were similar, showing that Ti micro-alloying did not alter the crystal structure of AZ31 alloy. Although it was observed that there was no significant change in the hardness values and mechanical properties of the rolled samples with Ti microalloying, SEM analysis confirmed the corrosion loss results and showed that the most corroded alloy was the AZ31 alloy. FE-SEM images showed that there was no significant difference between the average fiber diameters of PCL/CS and PCL/CS-eAgNP coatings and were ~55 nm for both coatings. The water contact angle was measured at 123° for the PCL/CS coated sample and 118° for the PCL/CS-eAgNP-coated sample, concluding that the wetting properties of the coating with eAgNP didn’t change much, the corrosion loss of the PCL/CS nanofiber-coated AZ31Ti alloy was very close to the that of the uncoated AZ31Ti sample, so the nanofiber coating could not show the expected performance in corrosion control. The absorbance results obtained from the XTT cell proliferation test showed that PCL/CS coated samples had better biocompatibility compared to the uncoated alloy group, while PCL/CS-eAgNP coated samples had the poorest biocompatibility. SEM images of cell culture studies revealed poor cell adhesion on uncoated samples, while cells flattened and expanded on PCL/CS nanofiber-coated samples due to the characteristic coating morphology.
dc.identifier.citationYıldırım, G. (2024). Ortopedik uygulamalar için polikaprolakton-kitosan nanolif kaplı Ti-mikroalaşımlı AZ31 Mg alaşımının biyobozunurluk özelliklerinin araştırılması. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Necmettin Erbakan Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Biyomedikal Mühendisliği Anabilim Dalı, Konya.
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.12452/19468
dc.language.isotr
dc.publisherNecmettin Erbakan Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü
dc.relation.publicationcategoryTez
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.subjectAZ31 Alaşımı
dc.subjectBiyobozunma
dc.subjectBiyouyumluluk
dc.subjectElektro-Eğirme Yöntemi
dc.subjectTi Mikro Alaşımlandırma
dc.subjectAZ31 Alloy
dc.subjectBiodegradation
dc.subjectBiocompatibility
dc.subjectElectrospinning Method
dc.subjectTi Microalloying
dc.titleOrtopedik uygulamalar için polikaprolakton-kitosan nanolif kaplı Ti-mikroalaşımlı AZ31 Mg alaşımının biyobozunurluk özelliklerinin araştırılması
dc.title.alternativeInvestigation of biodegradability properties of polycaprolactone-chitosan nanofiber coated Ti-microalloyed AZ31 Mg alloy for orthopedic applications
dc.typeMaster Thesis

Dosyalar

Orijinal paket
Listeleniyor 1 - 1 / 1
Küçük Resim
İsim:
GamzeYıldırım_YL_2024.pdf
Boyut:
6 MB
Biçim:
Adobe Portable Document Format
Açıklama:
Yüksek Lisans Tezi
İndir
Lisans paketi
Listeleniyor 1 - 1 / 1
Küçük Resim Yok
İsim:
license.txt
Boyut:
1.17 KB
Biçim:
Item-specific license agreed upon to submission
Açıklama:
İndir

Koleksiyon

Fen Bilimleri Enstitüsü Tez Koleskiyonu