Bor katkılı hidroksiapatit üretimi ve karakterizasyonu: Bor oranı ve sinterleme sıcaklığının yapı ve mekanik özellikler üzerindeki etkisi

Preparation and characterization of boron doped hydroxyapatite: Effects of boron content and sintering temperature on structure and mechanical properties

Özet

Bu çalışma kapsamında, hidroksiapatitin (HA'nın) yüksek biyouyumluluğu ile borun (B'nin) kemik oluşumunu hızlandırıcı etkisinin birleştirilmesi düşüncesinden yola çıkılarak asit-baz metodu ile B katkılı HA üretimi amaçlanmış olup; sentezleme aşamasında kullanılan farklı B oranlarının ve sinterleme aşamasında kullanılan farklı sinterleme sıcaklıklarının, faz oluşumu, faz kararlılığı, sinterlenebilirlik, yoğunlaşma ve mekanik özellikler (basma testi ve mikrosertlik) üzerindeki etkileri incelenmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda "B katkılı HA" tozları üretilmiş olup; borun HA yapıya sinterleme sonrası dahil olduğu belirlenmiştir. Katkısız ve farklı oranlarda B katkısı kullanılarak sentezlenip pelet haline getirilen numunelerde, sinterleme sıcaklığı ile birlikte yoğunluk, mikrosertlik ve basma dayanımları değerlerinde artış olduğu belirlenmiş; sentezleme aşamasında kullanılan B oranındaki artış ile yoğunluk ve mikrosertlik değerlerinde azalma olduğu tespit edilmiştir. Çalışmada elde edilen veriler; istenilen yoğunluk, sertlik ve basma dayanımına sahip B katkılı HA üretebilmek için kullanılabilecek B oranı ve sinterleme sıcaklığı hakkında bilgi vermektedir

Abstract

In the current study to combine the high biocompatibility of hydroxyapatite (HA) with the positive effect on bone formation of boron (B), production of B doped HA by using acid-base method was aimed. The effects of the B contents used in the synthesis stage and also the effects of the sintering temperatures on phase formation, phase stability, sinterability, densification and mechanical properties (compressive strength and microhardness) were investigated. The experimental results verified that B doped HA powders were obtained after sintering stage. It was determined that for the samples, synthesized using different B contents pressed into pellet form and then sintered consecutively, density, microhardness and compressive strength values increases with the sintering temperature. Increase in the B content used in the synthesis stage affects the mechanical properties negatively; as the B content increases from 0 wt.% to 2 wt.%, density and microhardness values of the samples decrease. Density, microhardness and compressive strength of the B doped HA samples can be controlled to a certain degree by adjusting the B content and/or sintering temperature.