Araştırma ve ödevleriniz için her türlü kaynağı ve dokümanı En Geniş Araştırma ve Ödev Sitesi: www.arsivbelge.com ile bulabilir ve İsterseniz siz de kendi belge ve çalışmalarınızı gönderebilirsiniz!
Her türlü ödev ve dokümanı
www.arsivbelge.com ile kolayca bulabilirsiniz!

Araştırmalarınız için Arama Yapın:


Araştırmalarınız için Arama Yapın:

  
                    

Metabolik Biyomalzemeler ve Biyouyum
www.arsivbelge.com
Metabolik Biyomalzemeler ve Biyouyum dokümanıyla ilgili bilgi için yazıyı inceleyebilirsiniz. Binlerce kaynak ve araştırmanın yer aldığı www.arsivbelge.com sitemizden ücretsiz yararlanabilirsiniz.
Metabolik Biyomalzemeler ve Biyouyum başlıklı doküman hakkında bilgi yazının devamında...
Ödev ve Araştırmalarınız için binlerce dokümanı www.arsivbelge.com sitesinde kolayca bulabilirsiniz.

METALİK BİYOMALZEMELER VE BİYOUYUM

 

*A.Kaya GÜR              *Mustafa TAŞKIN

 

 *Fırat Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Metal Bölümü-ELAZIĞ

akgur@firat.edu.tr     mtaskin@ firat.edu.tr

 


ÖZET

 

Metalik biyomalzemeler, işlevini yerine getiremeyen sert dokuların yerine dokunun görevini yerine getirmek için kullanılmaktadır. Metalik biyomalzemeler, mekanik özellikleri, termal iletkenlikleri ve elektriksel özelliklerinden dolayı biyomalzeme olarak kullanılırlar. Korozyon dayanımı ve mekanik özellikleri iyi olan metalik biyomalzemeler, kalça ve diz eklemleri, omurga ve dişteki kırık bölgelerin implantlarla değiştirilerek veya kırık bölgenin tabaka ve vidalar kullanılarak birleştirilip daha hızlı iyileşmesine yardımcı olurlar. Metalik biyomalzemeler damar kaplama, sonda kılavuz teli, ortodontin kılavuz teli ve kulak salyangozu implantlarının yapımında kullanılır.Bu çalışmada; metalik biyomalzemelerin kullanım amaçları, kullanım yerleri ve biyouyum hakkında bilgi verilmiştir. alan

 

Anahtar Kelimeler:Metalik Biyomalzemeler, Biyouyum

                                                                                                                                                                     

ABSTRACT

 

METALLIC BIOMATERIALS AND BIOCOMPABILITY

 

 

Metalic biomaterials have the longest history among the various biomaterials and are mainly used for replacing failed hard tissue. Metals are used as biomaterials due to their excellent electrical and thermal conductivity and mechanical properties. Some metals are used as passive substitutes for hard tissue replacement such as total hip and knee joints, for fracture healing aids as bone plates and screws, spinal fixation devices, and dental implants because of their excellent mechanical properties and corrosion resistance. Some metallic alloys are used for more active roles in devices such as vascular stents, catheter guide wires, orthodontic archwires, and cochela implants. In this study; has been given information the purpose of the use of metalic biomaterials, the area of the use and biocompability.

 

Keywords:Metalic Biomaterials, Biocompability

 

 

 


1.GİRİŞ

 

Biyomalzemeler, insan vücudundaki canlı dokuların işlevlerini yerine getirmek veya desteklemek amacıyla kullanılan doğal yada yapay malzemelerdirler. Bu amaca uygun olarak yeni malzemelerin  geliştirilmesi için yoğun çaba harcamaktadır.

 

Bilimsel anlamda yeni bir alan olmasına karşın, uygulama açısından tarihi, insanlık tarihiyle yaşıttır. Mısır mumyalarında bulunan yapay göz, burun ve dişler bu durumu açıklamaya yönelik en iyi kanıtlardır.  Altının diş hekimliğinde kullanımı 2000 yıl öncesine kadar uzanmaktadır. 19. yy ortasından itibaren vücut içi implantların kullanımı hız kazanmıştır. 1880’de fil dişinden yapılmış protezler vücut içine yerleştirilmiştir.  İlk metal protez vitalyum 1938’de üretilmiştir. Fakat daha sonraları bu

 

 

 

protez, ciddi anlamda metal korozyonuna uğramış ve canlı organizmalar için tehlike oluşturmuştur.

 

1950’lerde kan damarlarının değişimi, 1960’larda kalça protezleri, 1970’lerde ise sentetik ameliyat ipliği gibi birçok  biyomalzeme kullanılmaya başlanmıştır. Son 30 yılda birçok  metal, seramik ve polimer vücudun değişik parçalarını onarımı ve yenilenmesi için kullanılmaktadır [1].

 

Kristal yapıları ve çok güçlü metalik bağlar nedeniyle üstün mekanik özellikler taşıyan metal ve alaşımlarının biyomalzeme alanındaki payı çok büyüktür. Bir yandan ortopedik uygulamalarda eklem protezi ve kemik yenileme malzemesi olarak kullanılırken, öte yandan çene cerrahisinde, diş implantlarında, kalp damar cerrahisinde de kullanılmaktadırlar. Bu açıdan, biyomalzemenin dayanım mukavemeti, yorulması, yüzey korozyonu, dokulara karşı alerjik reaksiyon özellikleri ve biyolojik uyumluluğu  üstünde en fazla durulan konulardır [2].

İnsanlarda kullanılmak için geliştirilen ilk metal alaşımı olan vanadium çeliği kırık kemiklerin tedavisinde vida ve plaka olarak kullanılmıştır. Ayrıca, demir(Fe), krom(Cr), kobalt(Co),  nikel(Ni), titanyum(Ti), tantalyum(Ta), niyobyum(Nb), molibden(Mo) ve tungsten(W) den imal edilmiş olan alaşımları vücut içerisinde belli bir süre kullanımı uygun görülmüştür [3].

 

Tablo.1.316L Paslanmaz Çeliğinin Alaşım  Oranları.

Element

Alaşım Oranı (%)

Karbon (C)

0,03 max

Mangan (Mn)

2,00 max

Fosfor (P)

0,03 max

Sülfür (N)

0,03 max

Silikon (Si)

0,75 max

Krom (Cr)

17,00 - 20,00

Nikel (Ni)

12,00 - 14,00

Molibden (Mo)

2,00 - 4,00

 

A)      METALİK BİYOMALZEMELER

 

Metalik biyomalzemeler kas-iskelet sistemimizin mekanik koşullarına en iyi uyum gösteren malzemelerin başında gelirler. Metalik biyomalzemeler  belirli sınırlarda, ağır, uzun süreli, değişken ve ani yüklemelere karşı özelliklerini kaybetmeden dayanabilmeleri nedeniyle tercih edilmektedirler.[4] Metalik biyomalzemeler saf metal veya alaşım elemanlarına göre sınıflandırılırlar.

 

Bunlar;

 

  • Paslanmaz çelikler
  • CoCr alaşımları
  • Ti alaşımları

 

I. PASLANMAZ ÇELİKLER

 

Paslanmaz çelik kullanılarak imal edilmiş ilk metalik biyomalzeme 18/8 Cr/Ni paslanmaz çelik implanttır. Bu  tip biyomalzemeler sağlamlık ve yüksek korozyon dayanımından dolayı Vanadyum çeliğinden yapılmıştır. Vanadyum çeliğinin implant olarak uzun süre in vivo şartlarda kullanılması korozyon dayanımının korozyon dayanımının yetersizliğinden dolayı uygun değildir. Daha sonraları 18/8sMo paslanmaz çeliğinin % Mo oranı bir miktar daha arttırılınca tuzlu su solüsyonuna karşı korozyon dayanımı biraz daha artmıştır. Bu alaşım ASTM 316 (American Society For Testing And Materials)  paslanmaz çeliği olarak bilinen alaşımdır. 1950’de 316 paslanmaz çeliği içerisindeki karbon (C) maksimum %0,08’den %0,03’e indirilmiş ve alaşımın korozyon dayanımının tuzlu su solüsyonuna karşı daha iyi olduğu tespit edilmiştir. C oranı % 0.03’e düşürülmüş olan 18/8 CrNi paslanmaz çeliğine ASTM 316 L çeliği adı verilir[2].

 

Paslanmaz çeliklerde korozyon dayanımını etkileyen ana alaşım elamanı Cr’dur ve Cr’un min. %11 olması gerekmektedir. Krom aktif olmayan bir elementtir. Fakat krom ve krom alaşımlarının %30 nitrik asitli solüsyonlara karşı korozyon dayanımı mükemmeldir [4]. Şekil.1’de paslanmaz çelik alaşımı

implant ve özellikleri görülmektedir.

 

Şekil.1.Yüksek nitrojen alaşımlı paslanmaz çelik (www.corin.co.uk)

 

  • Yüksek nitrojen alaşımlı paslanmaz çelik.
  • Materyalin biyouyumu uzun süreli klinik testlerle ispatlanmıştır.
  • Materyalin bacak ve kafa kısmının uzun süre kullanımı için hem Co-Cr alaşımı hem de Zirkonyum alaşımı kullanılmıştır.
  • Tek parçalı sistemle standart ölçülerde üretilmiştir.
  • Boyun kısmının burulma dayanımını arttırmak için tasarımı değiştirilmiş.
  • Materyalin yüzeyi korozyon dayanımını arttırmak için cilalanmış.
  • Flanşlar farklı ölçülerde üretilebilmektedir.
  • Mükemmel klinik sonuçlara ulaşılmıştır.
  • Rapor sonuçlarına göre 7 yıl boyunca % 95 bozulmamıştır.

 

ASTM 316 ve 316 L östenitik paslanmaz çeliklerinden inam edilmiş metalik biyomalzemeler oldukça yaygın kullanım alanına sahiptir. Bu alaşımlar sıcak sertleştirme işlemlerine tabi tutulmazlar, fakat bu malzemelere soğuk sertleştirme uygulanabilir. Bu grup paslanmaz çelikler nonmanyetiktirler ve diğer paslanmaz çeliklere göre in-vivo ortamda daha yüksek korozyon dayanımına sahiptirler. Alaşıma Mo katılarak alaşımın tuzlu su ortamındaki çukurcuk korozyonuna karşı olan direncini arttırılır [2]. Bahsedilen bu özelliklerinden dolayı ASTM , biyomalzeme olarak kullanmak amacıyla, 316 L tipi paslanmaz çeliği 316  paslanmaz çeliğinden daha fazla tercih etmektedir. 316 L

paslanmaz çeliğinin alaşım oran Tablo.1.’degörülmektedir. 316 L ile 316 paslanmaz çeliği arasındaki fark, 316 L ‘de C oranının az oluşudur. ASTM standartlarında, “L” karbon içeriğinin düşük olduğunu ifade etmek için eklenmiştir [1].

 

Östenitik yapıdaki stabilize olmuş Ni,( g, kübik hacim merkezli yapı ), oda sıcaklığında  paslanmaz çelik malzemenin korozyon dayanımını arttırır. Östenitik fazda yaklaşık olarak % 10 civarında Ni bulunmaktadır.

 

Tablo 2’de 316L paslanmaz çeliğinin suğuk ve sıcak dövülmüş haldeki mekanik özellikleri verilmektedir. Tablodan da görüleceği gibi soğuk ve sıcak dövme sonucunda mekanik özlliklerde belirgin farklılıklar ortaya çıkmaktadır.

 

II. CoCr ALAŞIMLARI

 

Biyomalzeme olarak kullanılan iki tip kobalt-krom alaşımı vardır. Bunlar;

 

1- CoCrMo

2- CoNiCrMo alaşımlarıdır.

 

CoCrMo alaşımları dişçilik ve yeni geliştirilen yapay eklemlerde kullanılmaktadır. CoNiCrMo alaşımı ise CoCrMo alaşımlarına nazaran daha ağır yükler taşıyan, kalça ve diz eklemlerinde protez sapı  malzemesi olarak kullanılmaktadırlar [2].

ASTM, CoCr alaşımlarını cerrahideki uygulamalarına göre 4 çeşit gruba ayrılmıştır.

 

Bunlar;

  • CoCrMo (F75)
  • CoCrWNi (F90)
  • CoNiCrMo (F562)
  • CoNiCrMoWFe (F563), alaşımlarıdır.

 

CoCr alaşımların min. ve max. Alaşım elementleri oranları Tablo. 3.’de verilmiştir.

 

CoCr alaşımlarında temel alaşım elementleri olan Co ve Cr , alaşımın çözeltilere karşı olan korozyon dayanımının %65 Co tarafından sağlanmaktadır. Mo ilavesiyle, malzemenin yapısındaki tanelerde küçülmesi olduğu dolayısıyla malzemenin mekanik özelliklerinin iyileştiği görülmektedir. Cr miktarının arttırılması alaşımın katı çözeltilere karşı olan korozyon dayanımını daha da artırır [1]. Şekil.2’de CoCr alaşımı implant ve özellikleri görülmektedir.

 

1. Yükek oranlarda Co-Cr’dan üretilmiştir.

2. Tek gövdeli veya çift parçalı .

3. Saten cilayla bütün gövde parlatılmış. Uzun sürelerle test edilmiş.

4. Baş tarafı CoCrZr alaşımyıla üretilmiş

5. Standart yada özel ölçülerde üretilebilmekte.

6.Maksimum verim için doğru yerleştirilmelidir.

 

CoNiCrMo (F562) çelik standartlarına göre yaklaşık olarak %35 Co ve %35 Ni içerir. Bu alaşımın, Cl iyonları bulunduran deniz suyuna karşı olan korozyon dayanımı oldukça yüksektir.            

 

 Şekil.2. Yüksek Co-Cr alaşımlı kalça protezi (www.corin.co.uk)

 

CoNiCrMo alaşımı ile CoCrMo alaşımları abrasiv aşınma testine tabi tutulmuş ve ortalama 0,14 mm/yıl ‘lık bir aşınma tespit edilmiştir. Bu nedenle eklem yerlerindeki  karşılıklı çalışan mafsallarda aynı malzemeden yapılmış biyometallerin kullanılması tavsiye edilmiştir. CoCr alaşımlarının mekanik özellikleri Tablo.4. ‘de verilmiştir [2].

 

III. Ti ALAŞIMLARI

 

1- Saf Ti ve Ti6Al4V

 

Titanyum, 1930’dan beri biyomalzeme olarak kullanılmaktadır. Tablo.5.’degörüldüğü gibi titanyum, paslanmaz çelik ve vitalyum’a (CoCrMo alaşımı) göre daha hafiftir. Titanyumun, biyomalzeme uygulamaları için mekanik ve kimyasal özellikleri yanı sıra, hafif oluşu da önemli özelliklerden biridir[1].

 

 

 

 

 

 

 

 

Tablo.5.Bazı Metalik İmplantların Özgül   Ağırlıkları

Alaşımlar

Özgül Ağırlık (g/cm3)

Ti ve Alaşımları

4,5

316 Paslanmaz Çelik

7,9

CoCrMo

8,3

CoNiCrMo

9,2

NiTi

6,7

 

Titanyumun, inert özellikte olması, nontoksit yapısı, antimagnetik özelliği, hafif olması, mekanik özelliklerinin iyi oluşu, rahatlıkla küçük boyutlu numunelerin üretilebilmesi, biyokompatibilesinin yüksek olması, korozyona karşı dirençli olması, elastiklik modülünün kemiğinkine çok yakın olması gibi özellikleri, titanyumun ortopedik uygulamalarda biyomalzeme olarak kullanılmasını sağlamaktadır[6].  Tablo.6.’dabiyomalzeme ve cerrahi operasyonlarda kullanılan titanyum ve alaşımlarının yapılan bazı aletlerin  kimyasal bileşimleri verilmektedir [2]. Şekil.3’de Ti6Al4V alaşımı implant ve özellikleri görülmektedir.

 

Şekil.3.Ti-6Al-4V alaşımlı implant

(www.corin.co.uk)

 

  • Özel olarak verilmiş geometrik şekil.
  • Gittikçe incelen sap gövdesi ve optimum ölçüler
  • Yüksek çimento içerikli titanyum alaşımı. Bu alaşım Ti-6Al-4V resimde görülen bu tür implantlarda kullanılan ideal malzeme
  • Titanyum yüzeyinde plasma ile gözenek oluşturulmuş
  • Üst tabaka hydroksiapatite ve gözenekli titanyum alaşımından üretilmiştir
  • Dikey yiv parçanın minimum 1/3 uzunluğunda
  • Alaşımın üstün biyouyum özelliğinden dolayı kemik ve dokuyla mükemmel biyouyum

Titanyumun, hafif olması, kimyasallar ve asitlerden etkilenmemesi, iyi korozyon direncinin olması, dokuda alerjik reaksiyon oluşturmaması, renk değiştirmemesi, tuzlu sudan etkilenmemesi, yüksek güç ve düşük yoğunluk gibi özelliklere sahiptir. Titanyum işleme teknolojisi yüksek ve pahalı olsa da, bu üstün özelliklerinden dolayı; havacılık, uzay, uçak, tıp (kalça ve diz implantları, kalp valfi, diş dolgu maddesi v.s.), el aletleri ve hatta golf sopasına kadar pek çok kullanım alanına sahiptir [4]. Biyomalzeme olarak kullanılan titanyum ve alaşımlarının mekanik özellikleri tablo.7.’de verilmektedir [7].

 

2-TiNi Alaşımları

 

Bu alaşımlar, ısıtıldıklarında ilk şekillerine dönebilme yeteneğine sahiptirler. Bu özelliğe şekil hafıza özelliği denmektedir[1].Şekil hafıza etkisi biyomalzeme uygulamalarında; diş köprülerinde, kafatası içerisindeki damar bağlantılarında, yapay kalp için kaslar ve ortopedik protezlerde faydalanılır. Bu alaşımlarŞekil.4.’de görüldüğü gibi belirli sıcaklıklarda (faz dönüşüm sıcaklılarında ) şekil hafıza etkisi gösterirler. Ni-Ti şekil hafızalı alaşımlarında  oluşturulan gözenekli yapı, insan vücuduyla olan biyouyumundan  dolayı biyomedikal uygulamalarda önemli bir uygulama alanına sahip olmuşlardır. Ti-Ni alaşımı insan vücudunda yapay olarak, sert dokuların cerrahi aşılamalarında kullanılır [3].


Şekil.4.Ti-Ni Alaşımının DSC Analiziyle  Belirlenen Faz Dönüşüm Sıcaklıkları

 

Nikel ve Titanyumdan ( %49/51 Ni ) oluşan, deformasyon sonrası sıcaklığa bağlı olarak şekil hafıza özelliği gösteren alaşıma Nitinol denir.  Bu alaşımın, ABD’de deniz savaş aracları laboratuarlarında (Naval Ordance Laboratuary) adlandırılmıştır.Alaşım oranı ağırlıkça % 49/51 Ni oranlarında, 630 oC‘de kongrunent bileşiği oluşturmakta ve yapı bu oranlarda 1310 oC ‘de sıvı hale ulaşmaktadır[4]. Şekil.5.’te Ni-Ti denge diyagramında Nitinol alaşımının oluştuğu alan gösterilmektedir.

Bu yüksek sıcaklık alaşımı oluşturan Nikel ve Titanyum atomlarının kafes yapılarında, uygun yerleri almalarını sağlamaktadır. Nitinolun alaşımının sahip olduğu özellikler Tablo.8.’ de verilmiştir [8].

Şekil.5. Ni-Ti Denge Diyagramı

 

Tablo.8. Nitinol’un  Özellikleri

 

Karışım Oranı

49/51 Ni

Ergime Derecesi

1310 oC (2370 oF)

Yoğunluğu

6,45 g/cu.cm

Özdirenci

100 micro- ohm.cm (östenit)

 

70 micro-ohm.cm(martenzit)

Dönüşüm

Sıcaklığı

 

-200 oC ile 110 oC arası

Korozyon Dayanımı

 

Çok Yüksek

 

B)  BİYOUYUM

 

Biyouyumlu malzemeler, operasyon sonunda kendisini çevreleyen dokuların normal değişimlerine engel olmayan ve dokuda istenmeyen tepkiler ( iltihaplanma ve pıhtı oluşumu v.s.) meydana getirmeyen malzemelerdir [1].

      

Biyolojik uyumluluk vücudun biyomalzemeyi kabul edebilirliğidir. Bu yüzden hem biyomalzeme, hem biyomalzemenin takıldığı vücut ortamı incelenmelidir. Seramikler, metaller, polimerler ve kompozit biyomalzemeler biyomalzeme olarak kullanılabilmekte ve insan sağlığına uyum  sağlamaktadırlar. Biyomalzemelerin istenilen mekanik  özelliklerinin yanı sıra , bu malzemelerin biyouyumluluğu vücut uzuvları ve organlarının tedavisinde ve değiştirilmesinde oldukça önemlidir [9]. Yeni biyomalzemeler piyasaya çıkmadan önce, vücut içerisinde istenilmeyen bir etkiye neden olmamaları amacıyla detaylı biyolojik testlere tabi tutulmaktadır.ilk olarak vücut dışında daha sonra da  vücut içerisindeki testler yapılmalı, bunu takiben klinik denemelerle malzemenin biyolojik güvenilirliği ve performansı tespit edilmelidir [10].

 

Biyomalzemeler, çok değişken koşullara sahip olan insan vücudu  ortamında kullanılırlar. Vücut sıvılarının pH değeri farklı dokulara göre 1 ile 9 arasında değişir. Günlük aktivitelerimiz sırasında kemiklerimiz yaklaşık 4 MPa, tendomlar ise 40-80 MPa  değerinde basınç vegerilmeye maruz kalırlar. Bir kalça eklemindeki ortalama yük, vücut ağırlığının 3 katına çıkabilir, sıçrama gibi faaliyetler sırasında ise bu değer vücut ağırlığının 10 katına çıkabilir [1]. Vücudumuzdaki bu gerilmeler ayakta durma, oturma ve koşma gibi faaliyetler sırasında sürekli tekrarlanır. Biyomalzemelerin tüm bu zor koşullara dayanıklı olması gerekmektedir. Geçmişte gerek tahta, kauçuk gibi doğal malzemelerin, gerekse altın ve cam gibi yapay malzemelerin biyomalzeme olarak kullanımı deneme yanılma yoluyla yapılmıştır. Özellikle canlı ve cansız malzemeler arasında çok büyük farklılıklar olduğu saptanmıştır. Kullanılan biyomalzemenin vücut içerisinde kullanıldığı bölgeye göre özenle seçilmesi gerekmektedir.Tablo.9.da insan vücudunun farklı bölgelerinde hangi alaşımların kullanıldığı görülmektedir [1].

                               

Organ ve hücre kültürlerinin çeşitli biyomalzemelere karşı verdiği reaksiyonlar değerlendirilerek bu malzemelerin hücrelere zarar verip vermediği anlaşılabilir. Genellikle korozyon direnci yüksek olan malzemeler hücre ve organ kültürlerinde  de nötr görülmektedir. [11].

 

Biyomalzeme çevresinden alınan doku örneklerinin morfolojik incelemesi, biyomalzemenin biyolojik uyumluluğu hakkında fikir verebilir. Titanyum hariç, ortopedi ve travmatolojide kullanılan tüm metaller için biyomalzeme çevresindeki  kapsül kalınlığı ile bu kapsüldeki metal iyon konsantrasyonu arasında bir kolerasyon bulunmuştur. Titanyum kalınlığı yüksek olsa bile fibröz kalınlığın kalınlaşmadığı dikkat çekmektedir [3].

 

Biyolojik ortamlar için biyomalzeme tasarımı, birbiri ile etkileşen üç ayrı dinamik unsurun varlığından dolayı son derece zordur.

 

 Bunlar;

 

  1. Biyomateryal yüzeyinin kimyasal yapısı
  2. Biyomalzeme-doku ara yüzey tabakasının kimyasal yapısı
  3. Biyomalzemeyi çevreleyen konakçı hücrenin oluşacak biyomalzeme-doku etkileşimine yanıtıdır[12].

 

Biyomalzemeler, konakçıda oluşturabilecekleri biyolojik etkilere göre sınıflandırılmışlardır [12].

 

Bunlar;

 

1.Biyotolere Etki

 

Biyomalzeme uygulandığı bölgede, sınırlı fibröz doku ile çevreleniyorsa biyotolere etkiden söz edilir. Günümüzde kullanılan çoğu biyomalzemede  bu durum görülmektedir.

 

2.Biyoinert Etki

 

Biyomalzeme, uygulandığı kemik dokuyla, arada sınırlı fibröz bir doku olmadan birleşir. Çoğu zaman biyomalzemeler uygulandıkları dokuyu, dokularda kendilerine uygulanan metaryali etkilemek çabasındadırlar. Biyoinert etki, bu tür etkileşimlerin görülmediği biyomalzeme-doku ilişkisine verilen addır. Çok sayıda araştırmacı  gerçekte biyoinert bir biyomalzeme olmadığına inanmaktadır.

 

3.Biyoaktif Etki

 

 Biyomalzeme, uygulandığı dokuda, benzer hücrelerin oluşumunu yardım ediyorsa biyoaktif etkiden söz edilebilir.

4.Toksik etki

Ortopedi ve travmatolojide kullanılan biyomalzemeler bir çok testten geçtikten ve biyouyumluluğu onandıktan sonra  kullanım alanına girmektedirler. Tüm bu testlere rağmen biyomalzemelerin allerjik, immün, nonimmün, mutajenik, kanserojenik ve inflamatuar etkileri olabilir. Bu yüzden, kullanılacak biyomalzemenin test sonuçları çok önemlidir [13].

 

  1. 2.     SONUÇLAR

 

Özellikle son 40 yıl içerisinde biyomedikal alanda çok büyük gelişmeler olmuştur. Yapay kalpten-kalça protezlerine kadar birçok biyomalzeme üretilmiştir. Biyomalzeme konusundaki çalışmalar; hasarlı dokunun yerine sağlamının yerleştirilmesi yerine, vücudun kendisini yenileme kapasitesini kullanarak doğal dokuların yeniden yapılanmasına yönelik olmalıdır. Bunun için doğal dokuların yeniden yapılanmasını  sağlayacak biyomalzemelerin geliştirilmesi gerekmektedir.

 

Gözenekli, organik ve inorganik gözenekli malzemelerden kontrol edilebilir hızlarda vücutta çözünebilen, kontrol edilebilir yüzey özelliklerine sahip doku iskeleleri hazırlanarak doku yenilenmesi sağlanabilir.

 

 

Tablo.2. 316L Paslanmaz Çelik   İmplantların Mekanik Özellikleri

 

Maddenin

Hali

Çekme Gerilmesi

(MPa)

Akma Gerilmesi

(MPa)

 

%Uzama

 

Sertlik

Rc

 

Sıcak Dövülmüş

485

172

40

95 HBR

Soğuk Dövülmüş

860

690

12

------

 

Tablo. 3. CoCr Alaşımlarının Kimyasal Bileşimi [2]

 

         

                   İMPLANT

 

       ELEMENT

 

CoCrMo

(F75)

 

CoCrWNi

(F90)

 

CoCiCrMo

(F562)

 

CoNiCrMoWFe

 (563)

min.

max.

min.

max.

min.

max.

min.

max.

Cr

27,0

30,0

19,0

21,0

19,0

21,0

18,00

22,00

Mo

5,0

7,0

------

-----

9,0

10,5

3,00

4,00

Ni

-----

2,5

9,0

11,0

33,0

37,0

15,00

25,00

Fe

-----

0,75

-----

3,0

-----

1,0

4,00

6,00

C

-----

0,35

0,05

0,15

-----

0,025

-----

0,05

Si

-----

1,00

-----

1,00

-----

0,15

-----

0,50

Mn

-----

1,00

-----

2,00

-----

0,15

-----

1,00

W

-----

-----

14,0

16,0

-----

-----

3,00

4,00

P

-----

-----

-----

-----

-----

0,015

-----

-----

S

-----

-----

-----

-----

-----

0,010

-----

0,010

Ti

-----

-----

-----

-----

-----

1,0

0,50

3,50

Co

SABİT

 

 

 

Tablo.4. Co-Cr alaşımlarının Mekanik Özellikleri [2]

 

                

                          İMPLANT

MEKANİK

           ÖZELLİK

 

CoCrMo

(F75)

 

CoCrWNi

(90)

CoNiCrMo    (F562)

 

Tavlanmış

Soğuk Dövülmüş ve Yaşlandırılmış

Çekme Dayanımı (MPa)

655

860

793-1000

1793 (min)

Akma Dayanımı  (MPa)

450

310

240-655

1585

Uzama (%)

8

10

50,0

8,0

Kesit Daralması (%)

8

-----

65,0

35,0

Yorulma Dayanımı (MPa)

310

-----

-----

-----

 

Tablo.6. İmplant malzemesi olarak ve cerrahi operasyonlarda kullanılan Titanyum ve Alaşımlarının Kimyasal Bileşimleri [2]

             İMPLANT     

 

ELEMENT

 

1. Kalite

 

2. Kalite

 

3. Kalite

 

4. Kalite

 

Ti6Al4Va

Nitrojen

0,03

0,03

0,05

0,05

0,05

Karbon

0,10

0,10

0,10

0,10

0,08

Hidrojen

0,015

0,015

0,015

0,015

0,0125

Demir

0,20

0,30

0,30

0,50

0,25

Oksijen

0,18

0,25

0,35

0,40

0,13

Titanyum

SABİT

a  %6 Alüminyum (5,50-6,50); %4,00 Vanadyum (3,50-4,50); ve diğer elementlerin her birinden max. %0,1 toplam % 0,4

 

Tablo.7.Ti ve Alaşımlarının Mekanik Özellikleri [7]

 

                        

                                       MEKANİK

                                               ÖZELLİK

                  ALAŞIM

 

Çekme Dayanımı

(MPa)

 

Akma Dayanımı

(sy)

 

Uzama

 %

Kesit Daral-

ması

 %

 

Young

Modülü

(GPa)

 

Alaşım

Tipi

Saf Ti 1.Cins

240

170

24

30

102,7

a

Saf Ti 2.Cins

345

275

20

30

102,7

a

Saf Ti 3.Cins

450

380

18

30

103,4

a

Saf Ti 4.Cins

550

485

15

25

104,1

a

Ti-6Al-4V ELİ (Tavlanmış)

860-965

795-875

10-15

25-47

101-110

a+b

Ti-6Al-4V (Tavlanmış)

895-930

825-869

6-10

20-25

110-114

a+b

Ti-6Al-7Nb

900-1050

880-950

8,1-15

25-45

114

a+b

Ti-5Al-2,5Fe

1020

895

15

35

112

a+b

Ti 5Al 1,5B

925-1080

820-930

15-17

36-45

110

a+b

Ti-15Su-4Nb-2Ta-0,2Pd

(Tavlanmış)

(Yaşlandırılmış)

 

860

1109

 

790

1020

 

21

10

 

64

39

 

89

103

 

Ti-15Zr-4Nb-4Ta-0,2Pd

(Tavlanmış)

(Yaşlandırılmış)

 

715

919

 

693

806

 

28

18

 

67

72

 

94

99

 

a+b

Ti13Nb13Zr (Yaşlandırılmış)

973-1037

836-908

10-16

27-53

79-84

b

TMZF (Ti-12Mo-6Zr-2Fe) (Tavlanmış)

1060-1100

700-1060

18-22

64-73

74-85

b

Ti 15Mo (Tavlanmış)

874-851

544-736

21-10

82

78-81

b

Tiadyne 1610 (Yaşlandırılmış)

852

838

25

48

80

b

Ti-15Mo-5Zr-3Al

(ST)

(Yaşlandırılmış)

 

852

1060-110

 

838

1000-1060

 

25

18-22

 

48

64-73

 

80

 

b

21RX (Tavlanmış)

(Ti-15Mo-2,8Nb-0,2Si)

979-999

945-987

16-18

60

83

b

Ti 35,3Nb 5,1Ta 7,1Zr

596,7

547,1

19

68

55

b

Ti 29Nb 13Ta 4,6Zr

(Yaşlandırılmış)

911

964

13,2

____

80

b

 

 

 

 

Tablo.9. İnsan Vücudunda İmplant Olarak Kullanılan Doğal Ve Sentetik Malzemeler [1]

 

UYGULAMA ALANI

MALZEME TÜRÜ

İSKELET SİSTEMİ

Eklemler

Kırık Kemik Uçlarının Tespitte Kullanılan

İnce Metal Levhalar

Kemik Dolgu Maddesi

Kemikte oluşan Şekil Bozukluklarının Tedavisinde

Yapay Tendom ve Bağlar

Diş İmplantları

 

Titanyum, Ti - 6 Al - 4 V alaşımı

 

Paslanmaz çelik,Kobalt-Krom alaşımları

Poli (metil metakrilat) (PMMA)

Hidroksiapatit

Teflon, Poli (Etilen Teraftalat)

Titanyum, Alümina, Teflon, Poliüretan

KALP-DAMAR SİSTEMİ

Kan Damarı Protezleri

Kalp Kapakçıkları

Kataterler

 

Poli (Etilen Teraftalat), Teflon, Poliüretan

Paslanmaz çelik, Karbon

Silikon Kauçuk, teflon, poliüretan

ORGANLAR

Yapay Kalp

 

Poliüretan

DUYU ORGANLARI

İç Kulak Kanalında

Göz İçi Lensler

Kontakt Lensler

Kornea Bandajı

 

Platin Elektrotlar

PMMA, Silikon, Kauçuk, Hidrojeller

Silikon-Akrilat, Hidrojeller

Kolajen, Hidrojeller

 

 

3.      KAYNAKLAR

 

  1. Ayhan H., 2002 Biyomalzemeler, Bilim ve Teknik Tem.2002 s.2-11

 

  1. Jonn B.P.,Young K.K., 2000, Biomedical  Enginering Handbook, Unit:37 Metalic Biomaterials,2000

 

  1. Niinomi, M., 2002, Recently Metalic Materials for Biomedical Applications, Metalurgical and Materials Transactions; Warrendale pp:477-486

 

  1. Gür,A.K. 2003,Şekil Hafıza Özelliğine Sahip Ni-Ti Alaşımının Biyouyumluluğu, Fırat Üniv. Fen Bil. Enst. Yüksek Lisans Semineri, Elazığ

 

  1. Kurt, B. Orhan, N., 2002,Şekil Hafızalı Alaşımların Kullanım Alanı Üzerine Son Gelişmeler, 9.Denizli Malzeme Sempozyumu, Pamukkale Ün. Müh. Fak. p:459-465

 

  1. Bilgili, H. 2002, Kedi ve      köpeklerin Ekleme Yakın Ekstremite Kemikleri Kırıklarında Osteosentez   Amacıyla Mini-Titanyum Plakların Kullanımı, Türk J. Vet Anim. Sci.Tübütak

 

  1. Niinomi, M. 1998, Mechanical Properties of   Biomedical Titanyum Alloys, Materials Sci. And Engineering pp:231-236

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Dilibal, S., Güner, E., 2000, Üç Parmaklı Şekil Bellek Alaşımlı Robot Elin Yapımı ve

 

  1. Uygulama Analizi, Dokuz Eylül Üniv. Fen ve Müh. Dergisi, Cily:2, Sayı:1, pp:159-173

 

10. Mantovani, D. 2000,Sahpe Memory Alloys: Properties and Biomedical Applications. Metals&Materials Society,pp:36-44 JOM

 

11. Li,B.Y., Rong, L.J., Li, Y.Y., Gjunter, V.E.,  2000, A Recent Development in Producing Prous Ni-Ti Shape Memory Alloys, İntermetallics, pp:881-884

 

12. Gür,A.K. 2004, Ni-Ti Alaşımı Bir Biyomalzemenin Üretimi ve İn-Vivo Şartlarda Biyouyumunun Araştırılması, Fırat Üniv. Fen Bil. Enst. Yüksek Lisans Tezi , Elazığ

 

13. Edgerton, M., Levine, M.J.: 1993.   Biocompatibility: Its Future in Prosthodontic Research.,J. Prosthet. Dent., 69:406-415

 

14. Silver, F.H., Christiansen, D.L.: 1999. Biomaterial Science and Biocompatibility. Springer, Lippendent Co. New Jersey/ USA


Ekleyen:Ümit SERT
Kaynak:(Alıntıdır)
Aradığınız Dokümanı Bulamadıysanız, Farklı Araştırmalar Yapmak İstiyorsanız Site İçi Arama Yapabilirsiniz!

Ödev ve Araştırmalarınız için www.arsivbelge.com Sitesinde Kaynak Arayın:

Ödev ve Araştırmalarınız için Arama Yapın:
     
Çalışmalarınız ve ödevleriniz için her türlü kaynak ve dokümanı En Geniş Araştırma ve Ödev Sitesi: www.arsivbelge.com ile kolayca bulabilirsiniz!
          Tanıtım Yazıları
      
Türkçe İtalyanca ve Almanca Cümle Çevirisi İçin Birimçevir Sitesi

Esenyurt, Beylikdüzü ve Kartal Bölgelerinde Satılık Daire İlanları

Belge Çevirisi

Siz de Tanıtım Yazısı Yayınlamak İçin Tıklayın

Diğer Dökümanlarımızı görmek için: www.arsivbelge.com tıklayın.          

Siz de Yorum Yapmak İstiyorsanız Sayfanın Altındaki Formu Kullanarak Yorum Yazabilirsiniz!

Yorum Yaz          
Öncelikle Yandaki İşlemin Sonucunu Yazın: İşlemin Sonucunu Kutucuğa Yazınız!
Ad Soyad:
          
Yorumunuz site yönetimi tarafından onaylandıktan sonra yayınlanacaktır!