Dergiler / International Journal of Innovative Engineering Applications / 2022 / Cilt: 6 - Sayı: 1

NiTiNbX ( X=Ta ve V) Biyouyumlu Şekil Hatırlamalı Alaşımların Yapay Vücut Sıvısı İçerisinde Hücre Kültür Testi ve Bakteri Üreme Değerlendirilmesi

Cell Culture Test and Bacterial Growth Evaluation of NiTiNbX ( X=Ta and V) Biocompatible Shape Memory Alloys in Simulated Body Fluid

Sayfa
59–64
Yayın Tarihi
2022-10-19
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Ayrıca, NiTiNbV BŞHA’da vanadyum elementi katkısının artması ile hazırlanan alaşımlarda çok daha düşük değerler tespit edilmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada eş atomlu NiTi ve Ni27Ti50Nb23 üçlü alaşıma farklı oranlarda Ta ve V elementi katkılanarak dörtlü biyouyumlu şekil hatırlamalı alaşım (BŞHA) üretildi.
📊
Temel Bulgular & Veri:Hazırlanan alaşımlar; Ni50Ti50 (EB1), Ni27Ti50Nb23 (EB2), Ni27Ti50Nb22Ta1 (E1), Ni27Ti50Nb20Ta3 (E3), Ni27Ti50Nb18Ta5 (E5), Ni27Ti50Nb22V1 (B1), Ni27Ti50Nb21V2 (B2) ve Ni27Ti50Nb18V5 (B5) şeklinde kodlandı.
💡
Sonuç & Katkı:Ayrıca, NiTiNbV BŞHA’da vanadyum elementi katkısının artması ile hazırlanan alaşımlarda çok daha düşük değerler tespit edilmiştir.
🔬Tür:Deneysel Tarla Denemesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Biyouyumlu şekil hatırlamalı alaşım · Pseudomonas aeruginosa · In-Vitro

Özet

Bu çalışmada eş atomlu NiTi ve Ni27Ti50Nb23 üçlü alaşıma farklı oranlarda Ta ve V elementi katkılanarak dörtlü biyouyumlu şekil hatırlamalı alaşım (BŞHA) üretildi. Hazırlanan alaşımlar; Ni50Ti50 (EB1), Ni27Ti50Nb23 (EB2), Ni27Ti50Nb22Ta1 (E1), Ni27Ti50Nb20Ta3 (E3), Ni27Ti50Nb18Ta5 (E5), Ni27Ti50Nb22V1 (B1), Ni27Ti50Nb21V2 (B2) ve Ni27Ti50Nb18V5 (B5) şeklinde kodlandı. Daha sonra BŞHA’lar düzenli ve eş boyutta olmak üzere kesildi ve sterilizasyon işlemlerinden geçirildi. Hazırlanan alaşımların temas halinde bulunmuş olduğu yapay vücut sıvısı (SBF) laboratuvar ortamında hazırlandı ve in-vitro çalışmalarda kullanıldı. Bu çalışmada kapalı inkübatör sistemi tercih edilmiştir ve patojen bir bakteri olan Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853) suşu kullanılmıştır. Bakteri üretimi için, Nutrient agar besiyeri hazırlandı. Kontrol (yapay vücut sıvısı) ile numunelerin temas ettiği yapay vücut sıvısı içerisinde üreyen bakteri hücre yoğunluğu; her bir alaşım için spektrofotometre (OD600) kullanılarak belirlendi. Diğer aşamada ise; katı besi yeri içeren petri kaplarına, sıvı kültüründen (Pseudomonas aeruginosa içeren SBF) her bir alaşım için yayma yöntemi ile bakteri ekimi gerçekleştirildi. Bu süre sonunda, ultraviyole (UV) lambası ile üreyen bakteri kolonileri gözlemlendi. Biyouyumluluk derecesi incelenmesi için yapılan hücre kültür testi sonuçlarına göre değerlendirildi. Ta elementi ile katkılanmış NiTiNbTa BŞHA’ların hücre yoğunluk değerleri kontrol (SBF)’ ye göre daha düşük değerlerde olduğu gözlendi. Ayrıca, NiTiNbV BŞHA’da vanadyum elementi katkısının artması ile hazırlanan alaşımlarda çok daha düşük değerler tespit edilmiştir. Elde edilen bakteriler üreme testlerine göre, Ta elementi katkılı ortamlarda diğerlerine göre daha az bakteri kolonisi görüldüğü için NiTi alaşımlarda, Ta elementinin biyouyumluluğu arttırdığı söylenebilir.

Abstract

In this study, a quaternary biocompatible shape memory alloy (BSMA) was produced by adding different ratios of Ta and V elements to the equiatomic NiTi and Ni27Ti50Nb23 ternary alloy. Prepared alloys; They were coded as Ni50Ti50 (EB1), Ni27Ti50Nb23 (EB2), Ni27Ti50Nb22Ta1 (E1), Ni27Ti50Nb20Ta3 (E3), Ni27Ti50Nb18Ta5 (E5), Ni27Ti50Nb22V1 (B1), Ni27Ti50Nb21V2 (B2) ve Ni27Ti50Nb18V5 (B5). The BSMA samples prepared to be used for this experiment were cut in regular and equal sizes and subjected to sterilization processes. Simulated body fluid (SBF), in which the prepared alloys were in contact, was prepared in the laboratory and used in in-vitro studies. In this study, a closed incubator system was preferred and a pathogenic bacterium, Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853), was used. For the production of bacteria, Nutrient agar solid was prepared. Bacterial cell density grown in the artificial body fluid with the control (simulated body fluid); determined for each alloy using a spectrophotometer (OD600). In the other stage; bacteria were cultivated from liquid culture (SBF containing Pseudomonas aeruginosa) to petri dishes containing solid media by smear method for each alloy. At the end of this period, bacterial colonies were observed with an ultraviolet (UV) lamp. The degree of biocompatibility was evaluated according to the results of the cell culture test performed for examination. It was observed that the cell density values of NiTiNbTa BSMAs added with Ta element were lower than the control (SBF). In addition, much lower values were determined in the alloys prepared with the increase of vanadium element contribution in NiTiNbV BSMA. According to the bacterial growth tests obtained, it can be said that the Ta element increases the biocompatibility in NiTi alloys, since fewer bacterial colonies are seen in the Ta element added environments than the others.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

KARADERİ, C. C., KAHRAMAN, H., DAĞDELEN, F., BALCI, E. (2022). NiTiNbX ( X=Ta ve V) Biyouyumlu Şekil Hatırlamalı Alaşımların Yapay Vücut Sıvısı İçerisinde Hücre Kültür Testi ve Bakteri Üreme Değerlendirilmesi. International Journal of Innovative Engineering Applications, Cilt: 6 - Sayı: 1, 59–64. https://ajindex.com/articles/541200

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (15)

  1. Mohammed, S., et al., A Review Study on Biocompatible Improvements of NiTi-based Shape Memory Alloys. International Journal of Innovative Engineering Applications. 5(2): p. 125-130
  2. Karaca, H., et al., Effects of aging on [1 1 1] oriented NiTiHfPd single crystals under compression. Scripta Materialia, 2012. 67(7-8): p. 728-731
  3. Acar, E., et al., Role of aging time on the microstructure and shape memory properties of NiTiHfPd single crystals. Materials Science and Engineering: A, 2013. 573: p. 161-165
  4. Acar, E., Dynamic mechanical response of a Ni45. 7Ti29. 3Hf20Pd5 alloy. Materials Science and Engineering: A, 2015. 633: p. 169-175
  5. Acar, E., et al., Compressive response of NiTiHfPd and NiTiHfPd shape-memory alloys. Journal of Materials Science, 2015. 50(4)
  6. Karaca, H., et al., NiTiHf-based shape memory alloys. Materials Science and Technology, 2014. 30(13): p. 1530-1544
  7. Balci, E. and F. Dağdelen, Investigate of Microhardness and Microstructure of Ti-Ni-Nb-X (Ta and V) Shape Memory Alloys. International Journal of Innovative Engineering Applications. 5(2): p. 131-135
  8. Balci, E., et al., Effects of substituting Nb with V on thermal analysis and biocompatibility assessment of quaternary NiTiNbV SMA. The European Physical Journal Plus, 2021. 136(2): p. 1-13
  9. Balci, E. and Akpinar S., Quaternary Element Incorporation Effects on Thermal Properties and Crystal-Micro Structure of Cu-Al-Fe High Temperature Shape Memory Alloys. International Journal of Thermodynamics, 2021. 24(2): p. 119-126
  10. Zhang, Y.-q., et al., Influence of cooling rate on phase transformation and microstructure of Ti-50.9% Ni shape memory alloy. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2012. 22(11): p. 2685-2690
  11. Mousavi, T., F. Karimzadeh, and M. Abbasi, Synthesis and characterization of nanocrystalline NiTi intermetallic by mechanical alloying. Materials Science and Engineering: A, 2008. 487(1-2): p. 46-51
  12. Ying, C., et al., Mechanical behavior in NiTiNb shape memory alloys with low Nb content. Intermetallics, 2011. 19(2): p. 217-220
  13. Hamilton, R.F., et al., Shape memory effect in cast versus deformation-processed NiTiNb alloys. Shape Memory and Superelasticity, 2015. 1(2): p. 117-123
  14. Dagdelen, F., et al., Influence of the Nb content on the microstructure and phase transformation properties of NiTiNb shape memory alloys. JOM, 2020. 72(4): p. 1664-1672
  15. Campbell, F.C., Phase diagrams: understanding the basics. 2012: ASM internation