7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
1/58
T.C.
FIRAT NVERSTES
FEN BLMLER ENSTTS
METALK BYOMALZEMELER
YKSEK LSANS SEMNER
Yeim YILMAZ
Anabilim Dal: Mekanik Metalurji Ana Bilim Dal
Danman: Yrd. Do. Dr. Hlya DEMRREN
ELAZI 2011
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
2/58
T.C.
FIRAT NVERSTES
FEN BLMLER ENSTTS
METALK BYOMALZEMELER
YKSEK LSANS SEMNER
Yeim YILMAZ
Anabilim Dal: Mekanik Metalurji Ana Bilim Dal
Bu Yksek Lisans Semineri Tezi, 30/11/2011 tarihinde aada belirtilen jri
tarafndan oybirlii / oyokluu ile baarl / baarsz olarak deerlendirilmitir.
Yksek Lisans Semineri Tezinin kabul, Frat niversitesi Fen Bilimleri Enstits
Ynetim Kurulunun //2011 tarih ve . sayl kararyla
onaylanmtr.
Tez Danman : Yrd. Do.Dr. Hlya DEMRREN
Dier Jri yeleri : Prof. Dr. Mehmet H. KORKUTYrd. Do. Dr. Ali Kaya GR
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
3/58
II
NSZ
Yksek lisans almamda beni destekleyen ve akademik alma srecime balang
yapmam salayan Frat niversitesi Mekanik Metalurji Ana Bilim Dal Bakan Sayn
Hocam Prof. Dr. Mehmet KORKUT a teekkrler ederim. Bu almann nerilmesinde,
ynlendirilmesinde ve derlenmesinde katklarn esirgemeyen ve beni her konuda
aydnlatan Frat niversitesi Teknoloji Fakltesi Metalurji ve Malzeme Mhendislii
retim yesi Sayn Hocam Yrd. Do. Dr. Hlya DEMRREN e teekkrlerimi
sunmay bor bilirim.
Ayrca maddi ve manevi desteklerini hibir zaman esirgemeyen aileme ok teekkr
ederim.
Yeim YILMAZ
ELAZI- 2011
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
4/58
III
ZET
Gnmzde byk gelimelerin olduu bir bilim dal da Biyomalzeme Bilimidir.
Biyomalzemeler temel olarak tbbi uygulamalarda kullanlmakla birlikte biyoteknoloji
alannda da kullanlmaktadr.
Biyomalzemeler, insan vcudundaki canl dokularn ilevlerini yerine getirmek
amacyla kullanlan doal ya da sentetik malzemelerdir. Biyomalzemeler, srekli olarak
veya belli bir sre iin vcut iinde akkanlar ile temas halindedir. Vcudun bu
malzemelere kar verdii tepkiler son derece fakldr.
Son yllarda, biyomalzeme/doku etkileimleri zerine nemli almalar yaplmtr.
Vcudun doal dokularnn yeniden yaplanmasn salayacak ve vcut svlar ile uyumlu
biyomalzemeler gelitirilmektedir.
Metal ve alamlarnn biyomalzeme alanndaki pay byktr. Metalik biyomalzeme
retiminde eitli malzemeler ve soy metaller kullanlmaktadr. Metalik biyomalzemeler;
kristal yaplar, stn mekanik zellikleri ve vcuda uyum gstermeleri bakmndan ok iyi
malzemelerdir. nsan vcudundaki eitli iyonlar, metalik malzemeler iin korozif bir
ortamdr. Uygun seilmeyen bir metalik malzeme vcutta korozyon sonucu znmekte vedoku ierisine girerek zarar vermektedir.
Bu almann konusu metalik biyomalzemelerdir. Metalik biyomalzemeler
tanmlanm ve snflandrlmtr. Kimyasal bileimleri hakknda ksaca bilgi verilmitir.
Ayrca fiziksel, mekanik ve korozyon zellikleri anlatlmtr. Biyouyumluluklar hakknda
temel olmas iin ncelikle biyolojik zelliklerine deinilmi daha sonra biyouyumluluk
zellikleri anlatlmtr.
Anahtar Kelimeler: Metalik biyomalzemeler, biyouyumluluk, fiziksel, kimyasal ve
mekanik zellikler, yorulma, korozyon ve anma
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
5/58
IV
SUMMARY
In these days, a branch of science occuring in the great developments is biomaterial
science. Biomaterials are mainly used in the medical practices, besides that they are being
used in the biotechnological areas.
Biomaterials, which are used for supporting or performing the functions of live
tissues in human bodies, are natural or synthetic materials. Biomaterials contact with the
fluids in the body for a definite period or continually. Reactions which are occured in the
body to these materials, are extremely different.
In recent years, important works have been done in the interaction of
biomaterials/tissue. Biomaterials have been developed adaptable with the body liquids and
to provide again generation of the natural tissues of body
Metal and its alloys are of great importance in the biomaterial area. Several materials
and noble materials are used in the production of metallic biomaterials. Metallic
biomaterials are very good materals in respect to crystalstructures, the excellent
mechanical characters and biocompatibility. Various ions in human body are a corrosive
environment for metallic materials. Unsuitable metallic material decomposes in the body
as a result of corrosion and damages it by means of participating in the tissue.
The subject of this study metallic biomaterials. Metallic biomaterials are classified
and defined. It is given shortly information about the chemical composition. In addition,
the physical, mechanical and corrosion properties of biomaterials are described. Primarily
it is mentioned on biological characteristics in order to form base about biocampatibilty,
later biocompatibility properties are explained.
Keywords: The metalic biomaterials, biocompatibilty, the physical, chemical and
mechanical properties, fatigue, corrosion and wear
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
6/58
V
NDEKLER
Sayfa No
NSZ ................................................................................................................................ II
ZET ................................................................................................................................. III
SUMMARY ........................................................................................................................ IV
NDEKLER................................................................................................................... V
TABLOLAR LSTES ................................................................................................... VIII
EKLLER LSTES ......................................................................................................... X
SEMBOLLER LSTES ................................................................................................... XI
KISALTMALAR LSTES ............................................................................................ XII
1. GR ................................................................................................................. 1
2. METALK BYOMALZEMELER................................................................ 4
2.1. Paslanmaz elikler............................................................................................. 5
2.1.1. Bileimi............................................................................................................... 5
2.1.2. Fiziksel zellikleri.............................................................................................. 8
2.1.3. Paslanmaz elikleri leme................................................................................. 8
2.1.3.1. Haddeleme ve Isl lem ..................................................................................... 82.1.3.2. Yzey oksit tabakasn giderme .......................................................................... 9
2.1.4. Mekanik zellikler........................................................................................... 10
2.1.5. Yorulma ............................................................................................................ 13
2.1.6. Korozyon ve Anma ........................................................................................ 13
2.1.6.1. Korozyon eitleri............................................................................................ 14
2.1.6.1.1. Homojen Dalml Korozyon .......................................................................... 14
2.1.6.1.2. ukurcuk Korozyonu........................................................................................ 142.1.6.1.3. Aralk Korozyonu ............................................................................................. 15
2.1.6.1.4. Tane Snr Korozyonu ..................................................................................... 16
2.1.6.1.5. Tane i Korozyon ............................................................................................ 16
2.1.6.1.6. Galvanik Korozyon ........................................................................................... 17
2.1.6.1.7. Mekanik Zorlamal Korozyon .......................................................................... 17
2.1.6.1.7.1. Gerilmeli Korozyon .......................................................................................... 17
2.1.6.1.7.2. Hidrojen Bozunmas ......................................................................................... 18
2.1.6.1.7.3. Yorulmal Korozyon ......................................................................................... 18
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
7/58
VI
2.1.6.1.7.4. Srtnme ve Erozyonlu Korozyon ................................................................... 19
2.1.6.1.8. Biyolojik Korozyon .......................................................................................... 19
2.1.6.1.9. Fretaj Korozyonu .............................................................................................. 20
2.1.6.1.10. niform Korozyon............................................................................................ 20
2.1.7. Biyolojik zellikleri ......................................................................................... 21
2.2. CoCrTabanl Alamlar................................................................................. 22
2.2.1. Fiziksel zellikler............................................................................................. 23
2.2.2. Mekanik zellikleri .......................................................................................... 23
2.2.3. Yorulma ............................................................................................................ 24
2.2.4. Korozyon ve Anma ........................................................................................ 25
2.2.5. Biyolojik zellikleri ......................................................................................... 26
2.3. Titanyum ve Titanyum Alamlar.................................................................... 27
2.3.1. Bileimi............................................................................................................. 27
2.3.2. Fiziksel zellikleri............................................................................................ 28
2.3.3. Titanyum ve Titanyum alamlarn leme ...................................................... 29
2.3.3.1. Scak lem ve Isl lemler.............................................................................. 29
2.3.3.2. Yzey oksit tabakasn giderme ........................................................................ 30
2.3.4. Mekanik zellikleri .......................................................................................... 302.3.5. Yorulma ............................................................................................................ 31
2.3.6. Korozyon ve Anma ........................................................................................ 32
2.3.7. Biyolojik zellikleri ......................................................................................... 33
2.4. Di Restorasyon Malzemeleri........................................................................... 34
2.4.1. Amalgamlar ...................................................................................................... 34
2.4.1.1. Amalgamlarn Bileimi..................................................................................... 35
2.4.1.2. Korozyon ve Anma ........................................................................................ 352.4.2. Soy Metaller...................................................................................................... 36
2.4.2.1. Alamlarn Bileimi ......................................................................................... 36
2.4.2.1.1. Altn-Platin-Paladyum (Au-Pt-Pd) Alamlar ................................................. 36
2.4.2.1.2. Altn-Paladyum-Gm (Au-Pd-Ag) Alamlar:............................................. 36
2.4.2.1.3. Altn- Paladyum (Au- Pd) Alamlar:.............................................................. 36
2.4.2.1.4. Paladyum-Gm (Pd-Ag) Alamlar: ............................................................ 36
2.4.2.2. Fiziksel ve Mekanik zellikleri ....................................................................... 37
2.4.2.2.1. Au-Pt-Pd Alamlar ......................................................................................... 37
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
8/58
VII
2.4.2.2.2. Au-Pd-Ag Alamlar........................................................................................ 38
2.4.2.2.3. Au-Pd Alamlar .............................................................................................. 38
2.4.2.2.4. Pd-Ag Alamlar .............................................................................................. 38
2.4.3. NiCr Alamlar ................................................................................................ 38
SONU ............................................................................................................ 41
KAYNAKLAR ................................................................................................ 42
Z GEM ................................................................................................... 45
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
9/58
VIII
TABLOLAR LSTES
Sayfa NoTablo 2.1. eitli tbbi uygulamalar iin uluslararas paslanmaz elik standartlarnn
karlatrlmas................................................................................................... 7
Tablo 2.2.Tbbi aletler iin seilen eliklerin fiziksel zellikleri ........................................ 8
Tablo 2.3.eitli paslanmaz elikler iin tavsiye edilen sl ilemler.................................. 9
Tablo 2.4. Tbbi aletlerde kullanlan eliklerin mekanik zellikleri................................... 11
Tablo 2.5.Cerrahi implantlar iin eliklerin mekanik zellikleri....................................... 12
Tablo 2.6.Cerrahi implantlar iin tellerin mekanik zellikleri .......................................... 12
Tablo 2.7. Tbbi aletlerde sl ilemin eliklerin mekanik zellikleri zerindeki etkisi ..... 12
Tablo 2.8. X2CrNiMo 7133 paslanmaz eliklerinde merdiven metodu ile yorulma limiti
(2xl06dngler)................................................................................................ 13
Tablo 2.9. Oda scaklndaki 1M NaCl zeltisinde paslanmaz elik eitlerinin bozulma
potansiyelleri ve etkilerinin toplam ................................................................. 21
Tablo 2.10. Kemik (fare kalasna eitli zamanlarda eklemelerden sonra) ve
X2CrNiMo17133 vida implantlar arasnda sl ilemin (oksidasyon) kayma
mukavemetine etkisi ......................................................................................... 22
Tablo 2.11. Dkm Co alamlarnn kimyasal bileimi .................................................... 23
Tablo 2.12. CrCo alamlarnn fiziksel zellikleri............................................................. 23
Tablo 2.13. CoCr nin dkm ve toz metalujjisi alamlarnn(pm) mekanik zellikleri... 24
Tablo 2.14. CoCr alam eitlerinin yksek devirlerde yorulma dayanm....................... 25
Tablo 2.15. Co29Cr5Mo alamlarnn 0.1 M NaCl ierisinde elektrokimyasal verilerinin
pH etkisine nemi ............................................................................................. 26
Tablo 2.16. Cp-Co, cp-Cr, cp-Ni ve NiCrCo alamlarn biyouyumluluu; toz halindetasarlanan L-32 hcrelerinin hayatta kalma oran ............................................ 27
Tablo 2.17. Titanyum alamlarnn (+) kimyasal bileimi (%arlk) ........................... 28
Tablo 2.18. Titanyum alamlarnn(+) fiziksel zellikleri............................................. 29
Tablo 2.19. Titanyum alamlarnn(+) mekanik zellikleri........................................... 31
Tablo 2.20. Titanyum ve titanyum alamlarnn yksek devirlerde yorulma dayanm ve
dnme yorulma dayanm (Whler erisi)........................................................ 32
Tablo 2.21. Titanyum ve titanyum alamlarnn 0.1M NaCl zeltisi ierisinde ve farkl
koullar altnda elektrokimyasal verileri .......................................................... 33
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
10/58
IX
Tablo 2.22. L132 hcrelerin titanyum ve titanyum alamlarnn etkisinde hayatta kalma
oran .................................................................................................................. 34
Tablo 2.23. Dental amalgamlarn kimyasal bileimi(%arlk) .......................................... 35
Tablo 2.24. Yksek altn ierikli dental dkm alamlarnn kimyasal bileimi .............. 37
Tablo 2.25. Di hekimliinde kullanlan NiCr alamlarnn (%arlka) kimyasal bileimi
.......................................................................................................................... 40
Tablo 2.26. Di hekimliinde kullanlan NiCr alamlarnn mekanik zellikleri.............. 40
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
11/58
X
EKLLER LSTES
Sayfa No
ekil 2.1.Yerleme yeriyle krk blgenin temas yerindeki ortopedik vidada oluan aralk
korozyonu SEM grnts ................................................................................. 15
ekil 2.2. 30 gn Ringer zeltisine daldrlan protez diin urad taneler aras
korozyonun SEM grnts ............................................................................... 16
ekil 2.3.Paslanmaz elikten imal edilmi kala protezinde meydana gelen gerilmeli
korozyon SEM grnts ................................................................................... 18
ekil 2.4. Paslanmaz elikten yaplm kala iindeki ivinin urad yorulmal
korozyonun SEM de mikro yap grnts....................................................... 19
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
12/58
XI
SEMBOLLER LSTES
Ag :Gm
Al :Alminyum
Au :Altn
Br : Bor
C : Korbon
Cl : Klor
Co : Kobalt
CoCr : Kobalt-krom
Cr : Krom
Cu :Bakr
Ecorr : Korozyon potansiyeli
gr/cm3
:Gram/santimetre kp
H2O2 : Hidrojen peroksit
Hg : Civa
M : Molar
mg/l : Miligram/litre
Mn : Mangan
Mn : Mangan
Mo : Molibden
MPa : Megapaskal
N : Azot
NaCl :Sodyum klorrNi : Nikel
O : Oksijen
Pd : Paladyum
Pt : Platin
Ta : Tantal
Ti : Titanyum
V : Vanadyum
Zn :inko
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
13/58
XII
KISALTMALAR LSTES
AFNOR : Association franaise de Normalisation
AISI : American Iron and Steel Institute
BSI : British Standards Institution
HV : Vikers sertlik lm
JIS : Japanese Industrial Standard
SEM : Taramal elektron mikroskobu
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
14/58
1. GR
Biyomalzemeler, insan vcudundaki canl dokularn ve organlarn fonksiyonlarn
yerine getirebilmeleri veya onlar desteklemek amacyla kullanlan doal ya da yapay
malzemelerdir.
Bilimsel anlamda yeni bir alan olmasna karn, uygulama asndan
biyomalzemelerin kullanm tarihin ok eski zamanlarna kadar uzanmaktadr. Msr
mumyalarnda bulunan yapay gz, burun ve diler bunun en gzel kantlardr. Altnn di
hekimliinde kullanm, 2000 yl ncesine kadar uzanmaktadr. Bronz ve bakr kemik
implantlarnn kullanm, milattan nceye kadar gitmektedir. Bakr iyonunun vcudu
zehirleyici etkisine karn 19. yzyl ortalarna kadar daha uygun malzeme
bulunamadndan bu implantlarn kullanm devam etmitir. 19. yzyl ortasndan itibaren
yabanc malzemelerin vcut ierisinde kullanmna ynelik almalarda ciddi ilerlemeler
kaydedilmitir. rnein 1880de fildii protezler vcuda yerletirilmitir. lk metal protez
1938de vitalyum (Co-Cr-Mo) alamndan retilmitir. 1960lara kadar kullanlan bu
protezler, vcut ierisinde metalik korozyona uradndan ciddi tehlikeler yaratmtr.
1972de alumina ve zirkonya isimli iki seramik yap herhangi bir biyolojik olumsuzlukyaratmakszn kullanlmaya balanm ancak inert yapdaki bu seramikler dokuya
balanamadklarndan zaman ierisinde nemlerini yitirmilerdir. Ayn yllarda Hench
tarafndan gelitirilen biyoaktif seramikler, (rnein biyocam ve hidroksiapatit) ile bu
problem de almtr. lk baarl sentetik implantlar, iskeletteki krklarn tedavisinde
kullanlan kemik plakalardr. Bunu 1950lerde kan damarlarnn deiimi ve yapay kalp
vanalarnn gelitirilmesi, 1960larda da kala protezleri izlemitir. Kalp ile ilgili
cihazlarda esnek yapl sentetik bir polimer olan poliretan kullanlrken, kalaprotezlerinde paslanmaz elik ne gemitir. Bunun yan sra, ilk olarak 1937de di
hekimliinde kullanlmaya balanan polimetilmetakrilat (di akrilii olarak da bilinir) ve
yksek molekl arlkl polietilen de kala protezi olarak kullanlmtr. II. Dnya
Savandan sonra, parat bezi (Vinyon N adyla bilinen poliamid) damar protezlerinde
kullanlmaya balanmtr. 1970lerde ilk sentetik, bozunur yapdaki ameliyat iplii
(poliglikolik asit) retilmitir. Ksacas, son 30 ylda 40 akn metal, seramik ve polimer,
vcudun 40dan fazla deiik parasnn onarm ve yenilenmesi iin kullanlmtr.
Biyomalzemeler, yalnzca implant olarak deil, ekstrakorporeal cihazlarda (vcut dna
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
15/58
2
yerletirilen ama vcutla etkileim halindeki cihazlar), eitli eczaclk rnlerinde ve
tehis kitlerinde de yaygn olarak kullanlmaktadr. Gnmzde, yzlerce firma tarafndan
ok sayda biyomalzeme retilmekte ve bu alanda azmsanmayacak ilerlemeler
kaydedilmektedir.
Biyomalzemeler, temel olarak tbbi ve biyoteknolojik alanlarda kullanlmaktadr. Tp
alanndaki ilerlemeler, implantlarn kullanmn yaygnlatrmtr.
Tbbi uygulamalarda kullanlan en nemli biyomalzemeler, baz metal ve
alamlarndan retilen metalik biyomalzemeler, biyoseramikler, polimer biyomalzemeler
ve kompozit malzemelerdir. zellikle nanoteknoloji, biliim teknolojileri ve imalat
yntemlerindeki ( hzl prototipleme) gelimelere paralel olarak mkemmel
biyomalzemelerin gelitirilmesine allmaktadr.
Dokulara gre pH deeri 1 ila 9 arasnda deien vcut akkanlar ile srekli olarak
veya bazen temas halindedir. Bu sebeple biyomalzemelerin korozyon dayanmlar byk
nem tamaktadr. Gnlk aktiviteler srasnda eitli gerilme deerlerine maruz kalrlar.
Vcudun bu malzemelere verdii tepkiler de farkl olmaktadr. Baz malzemeler
vcut tarafndan kabul grrken bazlar da reddedilebilmektedir. Dolays ile implant
malzemelerin bu deiken koullara dayankl olmas ve biyouyumluluk gstermesi
gerekmektedir.
Biyouyumluluk bir biyomalzemenin en nemli zelliidir. Biyouyumluluk; kullanm
srecinde malzemenin, vcut sistemine uygun cevap verebilme, vcutla uyuabilir, kendini
evreleyen dokularn normal fonksiyonlarna engel olmama ve iltihaplanma oluturmama
yetenei olarak tanmlanmaktadr. Biyouyumluluu en yksek olan biyomalzemeler,
metaller, seramikler, polimerler ve kompozitlerdir.
Biyomalzemelerin kullanm yerlerine gre uygun zellikleri tamas gerekmektedir.
Ortopedik uygulamalarda biyomalzemelerin, mekanik dayanmlarnn olmas, vcutsvlarn bnyelerine alp imemeleri, deforme olmamalar, korozyona uramamalar,
anmamalar, alerjik reaksiyonlara neden olmamalar ve zehirli rnler salglamamalar,
kolay ekillendirilebilir olmalar ve sterilizasyon ilemlerinde zelliklerini bozmamalar da
byk nem arz etmektedir.
Metallerin, salamlklar, ekillendirilebilir olmalar ve anmaya dayankl olmalar
baz uygulamalarda tercih nedeni olmakla birlikte biyouyumluluklarnn az olmas,
korozyona urayabilmeleri, dokularagre ok sert olmalar, younluklarnn ykseklii ve
metal iyonu vererek alerjik doku reaksiyonlarna sebep olmalar da kullanm alanlarn
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
16/58
3
snrlamaktadr. Metal protezlerin biyouyumluluu, vcut iersinde korozyona uramalar
ile ilgilidir. Korozyon, metallerin evreleri ile istenmeyen bir kimyasal reaksiyona girerek
oksijen, hidroksit ve dier baka bileikler oluturarak bozunmas ve hasara uramas
olarak tanmlanabilir. Daha da nemlisi, korozyon rnleri doku ierisine girerek hcrelere
zarar vermektedir. nsan vcudundaki akkanlar; su, znm oksijen, protein, klorr ve
hidroksit gibi eitli iyonlar ierir. Bu nedenle, insan vcudu, biyomalzeme olarak
kullanlan metaller iin olduka korozif bir ortamdr.
Biyomalzemelerin iskelet sistemi, eklemler, kemik dolgu malzemesi, yapay tendom
ve balar, di implantlar, kalp kapakklar, kan damar protezleri, yapay kalp vanalar,
duyu organlar gibi daha birok tbbi sahada uygulamalar bulunmaktadr.
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
17/58
2. METALK BYOMALZEMELER
Metalik biyomalzemeler, seramik ve polimerler gibi dier biyomalzemelerle
karlatrldnda, kristal yaplar ve sahip olduklar gl metalik balar nedeniyle daha
iyi dayanm zelliklerine sahip olduklar gzlenir. Bu nedenle yksek yklemelerin
meydana gelebilecei iskelet yaplandrmalarnda, yeterli eme dayanmna sahip alamlar
genellikle kullanlmaktadr. ok yksek ykle yklenen implantlar iin tipik rnekler kala
ve diz endoprotezleri, plakalar, vidalar, iviler, di implantlar vb. olabilir. Bununla birlikte
metalik biyomalzemeler rnein kafes ve kapakklara kan pompalamak iin veya kalp
pilleri gibi iletken teller vb. fonksiyonel cihazlar iin kullanlabilirler.
Btn biyomalzemelerin tamak zorunda olduu esas zellikler; korozyon dayanm,
biyouyumluluk, biyoadhezyon (kemik geliimi), biyofonksiyonellik (gerekli mekanik
zelliklere sahip olmak, zellikle yorulma dayanm ve Young modlnn kemiinkine
mmkn olabildiince yakn olmas). Bu zellikler deiik biyomalzeme gruplar
tarafndan daha az veya daha fazla tatminle gereklemektedir. Farkl malzemelerle
karlatrldnda, beklentilere gre farkl davranlar ortaya kar. yi bir korozyon
direncine sahip bir malzeme yeterli biyouyumluluk gstermeyebilir. Zt ekilde iyi birbiyouyumlulua sahip malzeme de daha kt bir korozyon direncine sahip olabilir.
Korozyon zellikle diz eklemleri veya vida sistemlerinde nemli sorunlar ortaya
karabilir. Genellikle malzemenin karakteristik zellikleri onun uygulama eklini de
belirler. rnein amalgamlar dk biyouyumluluklar ve korozyon dayanm zelliklerine
ramen, oda scaklnda ekillendirilebilmeleri ve buna ramen yksek sertlik
gstermeleri nedeniyle uzun sre di yaplandrlmalarnda kullanlmtr.
Metalik biyomalzemelerde biyouyumluluk, metal yzeyinde her zaman mevcut olanve hasar sonras hzl bir ekilde (milisaniye) onarlan pasif bir oksit tabakasna
dayanmaktadr. Bu oksit tabakalar, alminyum okside benzer, evrelenen dokuya kar
hareketsiz bir koruyucu davran sergiler. Bu nedenle, hidroksiapatit ve kemik gibi
biyoaktif seramikler arasnda gzlenen kimyasal ba olmayacak gibi grnse de kemik ve
metal arasnda balayc g ilk olarak mekanik zelikler olacandan, metalik implant ile
doku kimyasal balanr.
Deiik trlerdeki biyomalzemeler arasnda en uzun gemie sahip olan metalik
biyomalzemelerdir. lk olarak paslanmaz elikler implant malzemesi olarak cerrahi alanda
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
18/58
5
baar ile kullanlmtr. Daha sonralar kobalt esasl alamlarn kullanmna balanmtr.
Paslanmaz elik ve Co esasl alamlar ierisinde en gen implant tarihine sahip metal,
titanyum ve alamlardr. Titanyum ve titanyum esasl alamlar genellikle yapay kala ve
diz eklemleri, kemik levhalar ve di implantlar gibi sert dokular yeniden yaplandrc
operasyonlarda kullanlr. Ayrca titanyum ve titanyum esasl alamlar mkemmel
biouyumluluklar, iyi mekanik zellikleri, korozyon dayanm ve dk arl ile dier
biyomalzemeler arasndan daha ok n plana kmaktadr.
mplant, vcut sistemindeki baz etkileimler yaralanmalar meydana getirebilir.
- Korozyon prosesi, implant metalden elektron ak retirse ve evre dokuya iyon
ak olursa bu durum sinir hcrelerinin fizyolojik iyon hareketine zarar verebilir.
- mplanttaki bir inorganik reaksiyon sonucu metal iyonlarnn vcut akkanlar
iinde znp baka organlara tanmas ile belirli metal iyon limiti alrsa sistemde
olumsuz etkiler grlebilir.
- mplantn direkt olarak organik reaksiyonu ya da korozyon rnnn dokudaki
proteinlerle reaksiyonu iltihaplanmalara neden olabilir.
- ltihapl hcrelerin H2O2 meydana getirmesi ve H2O2nin hidroksil iyonlar eklinde
ayrmas biyolojik sistemde yaralanmalara neden olabilir.
2.1. Paslanmaz elikler
2.1.1. Bileimi
elikler genel olarak iki ana gruba ayrlrlar. Demir, karbon, silisyum, manganez ve
az miktarda fosfor ve kkrtten oluan elik, karbon elii olarak adlandrlr. %1den daha
dk karbon ieriine sahip ve dier metaller ve ametalleri de ierecek ekilde hazrlananelikler alam eliidir. Bu gruptaki elikler, karbon eliine gre daha pahal ve
ilenmeleri de daha zordur. Ancak, korozyon ve sl direnleri ok daha yksektir. Alam
elikleri, alminyum, krom, kobalt, bakr, kurun, mangan, molibden, nikel, fosfor,
silisyum, kkrt, titanyum, tungsten ve vanadyum ierebilirler. Alminyum, anmaya
kar direnci artrrken, yksek miktarlarda eklenen krom, korozyon direncini ve sl
direnci artrr. Bu tr elikler, paslanmaz elik olarak adlandrlr.
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
19/58
6
Tpta kullanlan paslanmaz elik alamlar ok eitlidir. Bu farkl alamlarn
ekillendirilmeleri, sl ilemleri ve dolaysyla mekanik zellikleri, tptaki kullanm
alanlar da birbirinden farkldr.
mplantlar olarak kullanlan balca paslanmaz elikler stenitik paslanmaz
eliklerdir. ASTM F139a gre bu elikler iki derecelidir. kinci derecenin C ierii birinci
dereceden daha dktr. Dierleri ise Nla sertletirilmi yksek oranda Cr, Mn ve dk
oranda da Ni iermektedir. Ni alerjik problemlere yol aan bir metaldir. Biyomedikal
uygulamalarda kullanlan stenitik paslanmaz eliklerde byk miktarda Ni iermektedir.
Bu durumu nlemek iin N ierikli stenitik paslanmaz elikler gelitirilmitir.
Biyomalzeme olarak yaygn kullanlan paslanmaz elik 316L olarak bilinir. L,
karbon ieriinin dk olduunu belirtmek iin eklenmitir. Bu elik, 1950li yllarda 316
paslanmaz eliin karbon ierii, arlka % 0.08den % 0.03e drlerek
hazrlanmtr. 316Lnin, % 60-65i demir olup, % 17-19 krom ve % 12-14 nikelden
oluur. Yapsnda az miktarda azot, mangan, silisyum, kkrt, fosfor ve molibden de
bulunur [Black, Hastings, 2001].
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
20/58
7
Tablo 2.1de uluslararas paslanmaz elik standartlar verilmitir.
Tablo 2.1.eitlitbbi uygulamalar iin uluslararas paslanmaz elik standartlarnn
karlatrlmas [Handbook of biomaterial properties, 1998]
Kimyasal BileimAlmanya
Alamlar No
ngiltere
B.S.I
No
Fransa
AFNOR
No
Birlemi
Milletler
AISI/SAE
No
Japonya
JIS
No
X20Cr13(eitleri) 1.4021 410C21 Z12Crl3 410CA -15 SUS410
X20Cr13 1.4021 420S27 Z20C13 420 SUS4020J1
X15Cr13 1.4024 420S29
X46Cr13 1.4034 (420S45) Z38C13MX20CrNi172 1.4057 431S29 Z15CN16.02 431 SUS431
X12CrMoS17 1.4104 Z10CF17 430F/J405-89 SUS430F
X5CrNil810 1.4301304S15
304S16
Z6CN18-09 304
304H
SUS304
X10CrNiS189 1.4305 303S21 Z10CNF18.9 303 SUS303
X2CrNil911 1.4306 304S12 Z2CNF18.9 304L/ SUS19
X2CrNil89 (eitleri) 304S11 Z2CN19 J405-89 SUS304
X12CrNil77 1.4310 301S21 Z12CN17.07 301 SUS301
X5CrNiMol7122 1.4401 316S16 Z6CND17.1l 316 SUS316
X5CrNiMol7133 1.4436 Z6CND17.12
X2CrNiMol7132 1.4404 315S11 Z2CND18.13 316L SUS316L
X2CrNiMol7130 316S12 Z2CND17.12
X2CrNiMol810
(eitleri)
X2CrNiMoN17122 1.4406 316S61 Z2CND17.12Az 316LN SUS316L
X2CrNiMoN17133 1.4429
316S62
304C12
Z2CND17.13Az
Z12CN18.07
Z2CN18.9
X2CrNiMol8164 1.4438 317S12 Z2CND19.15 317L SUS17L
X5CrNiMol713 1.4449 317S16 317 SUS317
X6CrNiTil810 1.4541321S12
321S31
Z6CNT18.10 321SUS321
X10CrNiNbl89 1.4550 Z10CNNbl8-l0 347
X10CrNiMoNbl810 1.4580 Z8CNDNbl8-12 318
X2CrNiN1810 XM-21
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
21/58
8
2.1.2. Fiziksel zellikleri
stenitik paslanmaz elikler, zellikle 316 ve 316L, implant yapmnda en yaygn
olarak kullanlan paslanmaz elik trleridir. Bu grup paslanmaz elikler manyetik deildir.
Bunlar sl ilem ile sertletirilemezler, ancak souk ilem ile sertletirilebilirler. Yap
ierisine katlan nikel stenitik faz stabilize eder ve korozyon direncini artrr. Vcut
ierisinde uzun sre kaldnda metal iyonu salm paslanmaz eliklerin nemli bir
dezavantajdr. Paslanmaz elikler zellikle kemik plakalar ve vidalarnn, balant
tellerinin ve yapay kala, diz, bacak, i kulak kemikleri protezleri yapmnda kullanlr.
eitli paslanmaz elik alamlarna ait fiziksel zellikler Tablo 2.2 'de verilmitir.
Bu tabloda younluk, sl genleme katsays, sl iletkenlik, zgl s kapasitesi,
elektriksel diren, manyetik geirgenlik ve Young Modl gibi veriler yer almaktadr.
Tablo 2.2.Tbbi aletleriinseileneliklerinfiziksel zellikleri [Handbook of biomaterial
properties1998]
Alamlar
Manyetik
zellikleri
70 ile 300oC
arasnda Isl
Genleme
Katsays
(x10-6K-1)
20oC de
Isl
letkenlik
(W/mK)
20oCde ki
Is
Kapasitesi
(J/kgK)
20oC de
ki Elektrik
zdirenci
(m)
Young
Modl
(GPa)
Younluk
(g/cm3)
Xl0Cr13 Mknats-
lanabilir
9.9 24.9 0.57 200 7.8
X15Crl3 11.5 0.60
X20Crl3 11.5 30 460 0.60 200 7.8
X40Crl3 11.5 0.60
X45Cr
MoV15
11.0 0.65
2.1.3. Paslanmaz elikleri leme
2.1.3.1. Haddeleme ve Isl lem
Paslanmaz elikleri ilemek dk alaml veya karbonlu elikleri ilemekten daha
zordur. nk onlarn yksek gerilme gleri scaklklarn ykseltir ve maksimumscaklk limitine getirir en ileride de -ferrit kelmesinden dolay mikroyapsal boyutta
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
22/58
9
bozulmalar meydana getirebilir. ou stenitik paslanmaz elikler 930C zerinde
ilenebilir. 1100 C zerinde baz elikler -ferrit faznda kelti oluturarak
biyoilenebilirliini drrler. Tipik ileme scaklklar 925C ile 1100C arasndadr.
Eer -ferritte kelme grnmezse deformasyon scakl 1260C ye kadar artabilir.
stenik yap azot tarafndan dengelendiinden stenitik paslanmaz eliklere azot ilavesi
daha gl bir korozyon direncini salar. Bu sebepten dolay daha yksek krom ve
molibden ierikleriyle korozyon direnci iyiletirilebilir.
Martenzitik paslanmaz eliklerin ekillendirilmesinde zellikle yksek karbon
ieriklilerde soutma esnasnda oluabilecek atlamalardan kanmak zere eitli
nlemler alnmaldr. Bu elikler 590C civarnda stenitik eliklerden daha yava
soutulmaldr. ekillendirme iin nerilen scaklk aral ise 900-1200C arasndadr.
Tablo 2.3, martenzitik, stenitik, stenitik-ferritik elikleri ile kelme sertlemesi
ilemlerine ait eitli nerileri ierisinde bulunduran zet eklinde bir tablodur.
Tablo 2.3.eitli paslanmaz elikleriin tavsiye edilensl ilemler[Handbook of biomaterial
properties,1998]
Alamlar
Scak Deformasyon
(o
C)
Yavaa
Tavlama(oC)
Sertletirme
(o
C)
Ortamda
Sertletirme
Tavlama
(o
C)
X20C13 750-1150 750-780 950-1000 Ya 650-700
X12CrMoS17 750-1150 800-850 1020-1050 Ya 550-600
X5CrNiMo17133 800-1150 1050-1100 Su, hava
X2CrNiMo17133 800-1150 1000-1100 Su, hava
X5CrNi1810 800-1150 1000-1050 Su, hava
X2CrNi1810 800-1150 1000-1050 Su, havaX6CrNiTi1810 800-1150 1020-1070 Su, hava
2.1.3.2. Yzey oksit tabakasn giderme
Scak ilenmi paslanmaz eliklerde kabuksuzlatrma ilemi mekanik veya kimyasal
ilemlerle veya iki metot birletirilerek de yaplabilir. Yzey kum serpilerek temizlenebilir
ancak, korozyon direncini drmek ve malzemeyi kirletmeden kanmak amacyla ilk
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
23/58
10
olarak metal olmayan patlayc malzemeleri kullandktan sonra patlayc mekanizmas
kullanlabilir. Paslanmaz eliklerde patlayclarn temizlenmesinden sonra genellikle asitle
temizlenir ve suyla ykanr. Ortak gravr asitleri;
(a) 1.5-2.0% NaOH
(b) 10% H2SO4
(c) 10% HNO3 / 2% HF
2.1.4. Mekanik zellikler
Biyomalzemeler vcutta olduka yksek kuvvetlere ve gerilmelere maruz
kalabilirler. Bu yklenmeler vcudun hareketine bal olarak hem statik hem de dinamik
olabilirler. Krk bir kemiin tamiri iin uygulanm bir biyomalzeme, eklem ve kas
zorlanmalarnda meydana gelen yklenmelere kar dayankl olmaldr. Tipik
yklenmeleri deerlendirmek iin baz basit statik durum hesaplamalar yaplabilir.
rnein tek bacak zerinde durulduunda temur ba zerine den yk miktar yaklak
olarak vcut arlnn 2.5 katdr. Vcut hareket ettiinde yklenmeler artar. Yrme
srasnda kaladaki yk, vcut arln 4 katna, dizdeki ise 3 katna kar. Koma ve
zplama srasnda kala-diz eklemlerinde yklenmeler daha da artar. Bu yklenmelerinskl (birim zamandaki says) da nemlidir. Hzl bir yrme saniyede tam bir yrme
evrimine (iki adm) karlk gelir. Ortalama bir insan ylda iki milyon adm atabilir. Aktif
bir insan iin bu say iki ya da katna kabilir. Metalik malzemeler, mekanik zellikler
bakmndan dierlerine gre daha stn niteliktedirler. Metalik malzemelerin mekanik
zellikleri retim yntemlerine gre farkllk gsterirler. Souk ekillendirilmi
biyometalik malzemeler akma, ekme, yorulma mukavemetleri ve % uzama bakmndan
mkemmel mekanik zellik gsterirler.nsan kemiinin elastite modl 10-15 GPadr. Ancak paslanmaz eliklerin elastite
modlleri bu deerin ok zerindedir (rnein 316L paslanmaz eliinin elastite modl
200GPa). Bu mekanik uyumsuzluk, implantlarn yapsal olarak insan kemiinden daha
sert olmasna sebep olur. Elastisite modl, insan kemiine daha yakn olan alamlar daha
az gerilme tar. Metallerin snek zellikte olmalar, onlara dvlebilme, tel ekilebilme
zellii kazandrmakta ve implantlarn ekillendirilmesini kolaylatrmaktadr. Metalik
biyomalzemelerin rijitlii, elastisite modlleri ile ilgilidir. Paslanmaz eliklerin elastite
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
24/58
11
modlleri yksek olduundan rijitlikleri de yksek deerlere sahiptir. Paslanmaz elikler
daha az ekme dayanm ve yorulma dayanm gsterirler ama yksek sneklie sahiptirler.
Paslanmaz eliin elastisite modl titanyuma gre daha yksek olduu iin
paslanmaz elik, titanyuma gre daha yksek rijitlie sahiptir. Tablo 2.4. eitli paslanmaz
eliklerin mekanik zelliklerini gstermektedir. Tablo 2.5, 2.6, 2.7 de bu eliklerin farkl
durumlarda gsterdikleri mekanik zelliklerdir.
Tablo 2.4. Tbbi aletlerde kullanlan eliklerin mekanik zellikleri [Handbook of biomaterial
properties,1998]
elik Koul(durum)
Young
Modl
103
(MPa)
Akma
Dayanm
(%0.2)
(MPa)
Max.
ekme
Dayanm
(MPa)
Akma
Oran /
ekme
Dayanm
Krlma
Uzamas
(%)
Kesit
Daralmas
(%)
Martenzitik elikler
X15Cr13 Dvme+
Tavlama
216 -- 720 -- -- --
X20Cr13 216 -- 740 -- -- --
X45CrMoV15 220 -- 900 -- -- --
X20CrMo13 Dkme+
Tavlama
-- -- 800 -- -- --
X35CrMo17 -- -- 950 -- -- --
Martenzitik ve stenitik otomat elikleri
X12CrMoS17Dvme+
Tavlama216 -- 540-740 -- 16 --
X12CrNiS188Dvme+
Su verme200 195 500-700 -- 35 --
stenitik elikler
X5CrNi1810Dvme+
Su verme200 220-235 550-750 0.3-0.4 43-45 --
X5CrNiMo17122 Dvme+Su verme
200 240-255 550-700 0.36-0.44 43-45 --
X12CrNi177Tel, souk
deformasyon185-195 --
1250-
2450-- -- >40
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
25/58
12
Tablo 2.5.Cerrahi implantlar iin eliklerin mekanik zellikleri [Handbook of biomaterial
properties,1998]
Alam Koul(durum)
Akma
Dayanm(%0.2)
(MPa)
Max.
ekmeDyanm
(MPa)
Akma
oran/ekmeDyanm
(%)
Uzamas
X2CrNiMoN18133
Eritilerekilem
grm
300 600-800 0.38-0.5 40
X2CrNiMo18153 190 490-690 0.28-0.39 40
X2CrNiMnMoN22136 285 590-800 0.36-0.48 40
500850-
10500.48-0.59 35
Tablo 2.6.Cerrahi implantlar iin tellerin mekanik zellikleri [Handbook of biomaterial properties,
1998]
Alam Koul(durum)
Max. ekme
Dayanm
(MPa)
(%)
Uzamas
X2CrNiMoN18133 Eritilerek
lem grm
800-1000 30
X2CrNiMoN18154 800-1000 40
X2CrNiMoN18133 Souk
lenmi
1350-1850 --
X2CrNiMoN18154 1350-1850 --
Tablo 2.7. Tbbi aletlerde sl ilemineliklerin mekanik zellikleri zerindeki etkisi
[Handbook of biomaterial properties, 1998]
Alam Koul(durum)
Akma
Dayanm
(%0.2) (MPa)
Max.
ekme
Dayanm
(MPa)
Akma oran/
ekme Dayanm
%
Uzamas
Kesit
Daralmas
Martenzitik elikler
X15Cr13 Su verme+
Temperleme
450 650-800 0.56-0.69 10-15 25-30
X20Cr13 550 750-950 0.58-0.73 8-14 20-30
Martenzitik ve stenitik otomat elikleri
X12CrMo5Su verme+
temperleme450 640-840 0.54-0.70 11
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
26/58
13
2.1.5. Yorulma
Servis koullarnda pek ok makine eleman, akma mukavemetinden daha dk
dinamik gerilmelere maruz kalmaktadrlar. Bu tekrarl gerilmeler, dnme, eme veya
titreimden kaynaklanabilir. Oluan gerilme malzemenin akma mukavemetinin altnda
olmasna ramen, malzemeye zt ynl ve srekli etki etmesi sonucu, malzemede hasar
oluabilir. Bu tr dinamik gerilmelerin yol at hasarlara yorulma hasarlar denmektedir.
Baka bir deyile yorulma, bir malzemenin alternatif gerilme ya da birim sekil deiimi
uygulanmasyla krlmas olarak tanmlanmaktadr. Yorulma, akma mukavemetinin altnda
veya stndeki gerilme deerlerinin etki etmesiyle oluabilir.
Yorulma krlmalar implantlarn mekanik hatalarnn en byk kaynaklarndan birisi
olarak gsterilir. mplantlar zerinde yaplan aratrmalar; yorulma hatalarnn ncelikle
malzeme hatalar, tasarm, kararl olamayan i dzensizlikler gibi faktrlerden
kaynaklandn gstermitir.
Ortopedik implant malzemelerindeki krlmalarn en nemli nedeninin yorulma
olduuna inanlr. Paslanmaz eliklerde, gerilme direncinin arttrlmas ve tane boyutunun
kltlmesi ile malzemenin yorulma direnci artar. Tablo 2.8de X2CrNiMo 7133
paslanmaz elik trnn merdiven metodu ile yorulma deerleri verilmitir.
Tablo 2.8. X2CrNiMo 7133paslanmazeliklerinde merdiven metodu ile yorulma limiti
(2xl06dngler) [Handbook of biomaterial properties, 1998]
Akma dayanm (MPa) Souk ilem
Derecesi (%)
Gerilme oran, R Yorulma limiti
(MPa)
658 7 0 283
1211 57 0 3621211 57 -1 505
2.1.6. Korozyon ve Anma
Korozyon, malzeme yzeyinden balayan, kimyasal ve elektrokimyasal tepkime
sonucunda derinlere doru ilerleyen, malzemenin deiiklie uramas ya da anmas
olarak tanmlanabilir. Metaller, soy olanlar dnda, doada saf halde bulunmazlar. Oksit,
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
27/58
14
slfat veya karbonat bileikleri halindedirler. Teknik yntemlerle enerji verilerek
cevherlerden saf metaller elde edilirler. rnein, demirin korozyonu ile oluan pasn
kimyasal analizi sonucunda demir oksit olduu grlmtr. Endstride kullanlan demir
de zaten doadaki demir oksit filizlerinden elde edilir. Bu yolla kazanlm her metal,
balang durumuna yani doada bulunduu daha kararl oksit, slfat gibi bileiklere
dnme eilimindedirler. Uygun koullara ulaldnda da ilk durumlarna dnerler.
Korozyonu, kimyasal ya da elektrokimyasal yolla gerekleen bu gei olarak tanmlamak
da mmkndr.
2.1.6.1. Korozyon eitleri
Korozyonu, farkl ekillerde snflandrmak mmkndr ancak mhendislik
asndan nemli olan, grnegre yaplan snflandrmadr.
2.1.6.1.1. Homojen Dalml Korozyon
Dier korozyon trlerine gre metal kayb fazladr. En yaygn ancak laboratuar
koullarnda saptanabildii yani nceden kestirilebildii iin en az tehlikeli korozyontrdr. Bu korozyonda metal ve alamlarnn yzeyleri her ynde ayn ekilde etkilenir
ve yaklak ayn kalnlkta anmaya urarlar. Anmadaki eit dalmn asl nedeni anodik
ve katodik alanlarn srekli yer deitirmesidir. ou kez d grnm bozukluklarna yol
aar fakat ulalamayan i boluklar da tehlikeli olabilir.
2.1.6.1.2. ukurcuk Korozyonu
Korozyonun, genellikle ok dar blgelerde younlamasyla meydana gelir.
ukurcuklar ya da ince kanallar oluarak para delinir. Metal yzeyinde oluan oyuk
morfolojisi, metal ve alamlarnn cinsine gre deiir. ukurcuklarn ap, derinlii ve
skl malzemeye ve koroziv ortama baldr. Toplam malzeme kaybnn az ama korozyon
hznn yksek olduu tehlikeli bir korozyon trdr. Birok metal ve alamlarnda
grlr ancak teknolojik adan paslanmaz elikler ve alminyumda nceliklidir.
ukurcuk korozyonu, Cl ve Br iyonlar
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
28/58
15
ieren NaCl, CaCl2, MgCl2, AlCl3, NaBr gibi ntr ortamlarda ve bu zeltileri
ieren havalandrlm ortamlarda grlr.
Paslanmaz elikler ve Co-Cr alamlar tekrarl ykleme durumunda ukurcuk
korozyonu sergilerler.
2.1.6.1.3. Aralk Korozyonu
Aralk korozyonu, dar aralklarda oluan bir korozyon trdr. Bu tr dar aralklar,
ierisinde durgun zelti bulunduran yerlerdir. Bu blgelere oksijen difzyonu zordur.
Aralk korozyonunun oluabilmesi iin araln, svnn ierisine girebilecei kadar geni,
ancak durgun bir blge oluturabilmesi iin de yeterince dar olmas gerekir. Bu mesafe
milimetrenin onda biri veya daha kk boluklar kadardr. Aralk geniledike korozyon
etkinliini kaybeder ve geniliin birka milimetre olduu durumlarda korozyon nadiren
grlr. Aral oluturan malzemelerin ikisinin de metal olmas gerekmez. Oksijenin az
bulunduu blge anot, ok bulunduu blge ise katot olarak davranarak korozyon meydana
getirir. Metalin bulunduu ortamda pH dmesi ve klorr iyon konsantrasyonunun artmas
aralk korozyonunun balangc ve ilerlemesi asndan en nemli iki faktrdr. Ortamn
asitlii zamanla arttka metalin pasif tabakas znr ve lokal korozyon sreci hzlanr.
ekil 2.1. Yerleme yeriyle krkblgenin temas yerindeki ortopedik vidada oluan aralk
korozyonu SEM grnts [Barbucci, R. (2002)]
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
29/58
16
2.1.6.1.4. Tane Snr Korozyonu
Korozyon olaynn malzemenin tane snrlar yaknnda younlamas sonucu ortaya
kan bozunma trdr. Tane snrlar korozyonu zellikle ostenitik dokulu krom -nikel
eliklerinde ve alminyum-bakr alamlarnda grlr. Taneler btnlk ve ekillerini
korurlarken, taneler aras ba bozunmaya urar. Burada tane snrlarnn yksek enerjisi
veya farkl ierikleri nedeniyle tane snr keltilerinin veya tane snrlarnn znmesi
sz konusudur. Bunun sonucu olarak metallere zg baz tutumlarda nemli deiiklikler
beklemek gerekir. Bunlardan en nemlisi korozyonun etken olduu blgelerde mekanik
dayanmn sfra indirgenmesidir. stenitik paslanmaz eliklerde de sk grlen korozyon
eididir.
ekil 2.2. 30 gn Ringer zeltisine daldrlan protez diin urad taneler aras korozyonun
SEM grnts [Barbucci, R. (2002)]
2.1.6.1.5. Tane i Korozyon
Tane snrnn katot, tane iinin anot grevini stlendii bu korozyon tr daha ok
yk altnda alan ya da srekli titreim zorlamasna maruz kalan paralarda grlr.
Oluan atlaklar genellikle gerilmeye yneliktir. Uygulamada, stenitik paslanmaz
eliklerde grlr.
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
30/58
17
2.1.6.1.6. Galvanik Korozyon
Birbirleriyle temas halinde olan metal ve alamlarnn ayn ortamda bulunmas
sonucunda ortaya kar. Bu korozyon trne neden olacak galvanik elemeler, ounlukla
istem d bir tasarm ve retim gereksinimiyle olur. Ayn ortamda bulunacak metal ve
alamlarnn, galvanik seriye gre seilmeleri ve paralar arasnda iyi bir yaltm yaplmas
gerekir.
Ortopedik uygulamalarda dikkat edilmesi gereken dier bir husus da farkl metallerin
birbirleri ile temas etmeleri halinde vcut svs iinde galvanik pil olumasdr. Eer
cerrahi paslanmaz elik tel, kobalt veya titanyum bazl alam femur paraya temas ederse
galvanik pil oluur ve galvanik korozyona urar.
2.1.6.1.7. Mekanik Zorlamal Korozyon
2.1.6.1.7.1. Gerilmeli Korozyon
Gerilme korozyonu elektrolit iinde bulunan ve bir atlak balangc tayan para
zerine ekme gerilmelerinin etkimesi ile ortaya kar. Bozunmapara yzeyinde mevcutatlaklar veya gerilim younlamasna olanak salayan dier geometrik dzensizliklerle
balar. atlaklar mekanik gerilimlerin bykl ve evresel koullarn etkenliine bal
olarak belirli hzlarla malzeme iine doru yrrler. Para kesitinin mevcut ykleri
tayamayacak lde daralmas sonucu ani kopmalar meydana gelir. Gerilimli
korozyonun en nemli zellii kimyasal ve mekanik etkilerin birbirlerini destekler nitelikte
gelimeleridir. Gerilme nedeniyle oluan mekanik kuvvet korozyon yavalatc oksit vb.
tabakann srekliliini bozar. Bu gibi hallerde koruyucu tabakann yenilenmesi olaya zgelektrolit tarafndan engellenir. Sonuta meydana gelen anodik znme ve atlak
bymesi hzlanarak, parann ksa zamanda krlmasna yol aar. Gerilme korozyonu her
trl malzemede grlebilir, ancak paslanmaz elik gibi korozyona dayankl malzemeler
koruyucu tabakann hasar grmesi ile zellikle duyarl hale geebilirler.
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
31/58
18
ekil 2.3. Paslanmaz elikten imal edilmi kala protezinde meydana gelen gerilmeli
korozyon SEM grnts [Barbucci, R. (2002)]
2.1.6.1.7.2. Hidrojen Bozunmas
Kbik hacim merkezli yksek dayanml malzemelerde grlr.
Korozyon asndan nemli olan hidrojen, katodik tepkimeyle retilendir. Tepkime
sonucunda aa kan hidrojen atomu, malzeme iine yaynr ve sonra hidrojen molekl
oluturarak i gerilmelere, dolaysyla atlamaya neden olur.
2.1.6.1.7.3. Yorulmal Korozyon
Dinamik yk altnda kalan malzemelerde grlen tane ii korozyondur.
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
32/58
19
ekil 2.4. Paslanmaz elikten yaplm kala iindeki ivinin urad yorulmal korozyonun
SEM de mikro yap grnts [Barbucci, R. (2002)]
2.1.6.1.7.4. Srtnme ve Erozyonlu Korozyon
Metal malzeme ile ortam ii akkann bal hznn yksek olduu, gaz ve svlarn
pompalanmasnda kullanlan boru hatlarnda ve gemi pervanelerinde, zellikle de Tbalantlar ve dirseklerde grlr.
Srtnme korozyonunda zellikle mekanik anma ile kopan yzey paracklar
korozyona urayarak uyum pas diye adlandrlan korozyonun yaratt maddeleri
olutururlar. Erozyon ve kavitasyonda ise metal yzeyindeki koruyucu tabaka bozularak
korozyon hasar ortaya kar. Koroziv svnn hareketleri fiziksel olarak koruyucu film
tabakasn metal yzeyinden andrarak, alttaki metal yzeyinin aa kmasn salar bu
ekilde korozyon ivme kazanr.
2.1.6.1.8. Biyolojik Korozyon
Biyolojik ortamlarda meydana gelir.
Bakteriler, ekerlerin glikolizi srasnda organik asitlerin aa kmasna sebep
olarak ortamn pHsn drrler. Dk pH korozyon iin aerobik bakteriler tarafndan
arzu edilen bir ortam yaratr. Biyofilm oluumuna bal olarak, biyofilmin altndaki metal
yzeyi farkl oranda oksijen miktarna maruz kalabilir. Bu durumda daha az havalandrlan
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
33/58
20
blge anot karakterli davran sergileyerek korozyona urar ve tkrk ierisine metal
iyonlarnn salnm meydana gelmi olur. Bu metal iyonlar bakterilerin son rnleri ve
klorr iyonu ile birleerek MnCl, FeCl, benzeri daha korozif rnlerin aa kmasna
sebep olarak korozyonun ilerlemesine etkide bulunur. Mikrobiyal korozyon, bakterilerin
asidik atk rnlerinin metal yzeylerini korozyona uratmas ile gerekleir. Mikrobiyal
korozyonun insidans ve younluu yzeyin mmkn olduunca temiz tutulmas ve
antibiyotik ajanlarn kullanm ile drlebilir. Di hekimliinde kullanlan metalik
malzemelerin Streptococcus mutans bakterilerinin varlnda korozyon davranlarnda
art olduunu rapor edilmitir.
2.1.6.1.9. Fretaj Korozyonu
ki metalin birbiriyle srtnmesi sonucu oluan korozyondur.
2.1.6.1.10. niform Korozyon
Metal yzeyinin her noktasnda ayn hzla ilerleyen korozyon eididir. Normal
olarak korozyon olaynn bu ekilde yrmesi beklenir. niform korozyon sonucu metalkalnl her noktada ayn derecede incelir. En yaygn korozyon tr olarak, homojen
dalml korozyonun yol at metal kayb dier korozyon trlerine oranla yksektir.
Buna karn en az korkulan korozyon tr olduunu da belirtmek gerekir. nk homojen
dalml korozyonun hz basit laboratuar deneyleri ile saptanabilir. Bylece saldrgan
ortamlara terk edilen para ve yaplarn mrne ilikin tutarl tahminlere ulamakmmkn
olur. niform korozyon iin, korozif ortam yzeyin tmne aynekilde temas etmeli ve
metalin kendisi metalrjik olarak uniform olmaldr.Bu dnemde kullanlan cerrahi alamlar korozyon direnlerini sabit ve pasif oksit
filmlerine borludurlar. Buna pasifizasyon da denir. Titanyum aktif bir metaldir. Kendi
oksit filmini oluturur.Paslanmaz elik ve kobalt alamlar krom oksit filmleri oluturur.
Gnmzde paslanmaz elikler, dk maliyeti, korozyon direnci ve stn mekanik
zellikleri nedeniylezellikle ortopedik uygulamalarda yaygn olarak kullanlmaktadrlar.
Paslanmaz elik ierisindeki en nemli alam elementi kromdur. Yap ierisindeki krom
miktar yzeyde pasif bir oksit tabakas oluturabilmek iin en az %12 olmak zorundadr.
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
34/58
21
Krom orannn %28den fazla olmas halinde tane snrlarnda krom karbr oluumuna
sebep olur ve krom karbr oluumu ise eliin korozyon direncini drr [Singh 2002].
Tablo 2.9da paslanmaz eliklerin NaCl zeltisi ierisindeki gsterdikleri
davranlarn saysal deerleri verilmitir.
Tablo 2.9. Oda scaklndaki 1M NaCl zeltisinde paslanmaz elik eitlerinin bozulma
potansiyelleri ve etkilerinin toplam [Handbook of biomaterial properties, 1998]
Alam Etki toplam Bozulma potansiyeli
(V)
X5CrNi1810 19 0.25
X5CrNiMo17133 25 0.25
X2CrNiMo17132 26.5 0.5
X2CrNiMoN18164 29.5 0.7
X2CrNiMoV1813 25 0.65
2.1.7. Biyolojik zellikleri
nsan vcudundaki organ ve dokular arasnda korozyon sonucu oluabilecek
reaksiyonlar insan sal asndan byk nem tamaktadr. te metallerin biyolojik
uygunluklar burada nem arz eder. Vcuttaki metalik bir implantta korozyon oluursa,
metaldeki elektronlarn ak, iyonlarn oluumu, temasta olduklar doku ve hcrelerde bir
hasara sebep olur. norganik korozyon reaksiyonlar ile aa kan metal iyonlar bbrek
ve karacier gibi organlara tanr ve orada toplanrlar. Buda eitli hastalklara sebep
olmakta ve zehirlilik limitinde arta yol amaktadr. Organik reaksiyon proteinleri ile birmetalin temas, metalievreleyen dokuda alerjik iltihapl reaksiyonlara sebep olmaktadr.
ltihapl hcreler, hidrojen peroksit retirler ve hidroksil radikaller, evreleyen dokuda ar
hasarlara sebep olur. Bu nedenle metalik biyomalzemelerde biyolojik uygunluk iin dk
znrlk ve yksek termodinamik denge arzu edilir.
stenitik paslanmaz eliklerin protez malzemesi olarak kullanl ASTM ve BSI
tarafndan tavsiye edilmitir. Alam pasif haldeyken dokuda iyi tolere edilmektedir. Fakat
zamanla iyonlarn tanmas ile doku reaksiyonlar balamaktadr. Bu reaksiyonlar proteze
direk temasla veya anma artklarnn ortama, ardndan da vcut svlarna karmasyla
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
35/58
22
gerekleir. Fakat bu tr korozyonun geliimi ou zaman protezin erken dnemde
karlmasna neden olacak boyutta deildir.
Tablo 2.10da fare kalasna yerletirilen X2CrNiMo17133 vida implantnn sl
ileminin kayma mukavemetine etkisini gstermektedir.
Tablo 2.10. Kemik (fare kalasna eitli zamanlarda eklemelerden sonra) ve X2CrNiMo17133
vida implantlar arasnda sl ilemin (oksidasyon) kayma mukavemetine etkisi
[Handbook of biomaterial properties, 1998]
Yerletirmeden sonra
(gnler)
Kesme dayanm (MPa)
Kontrol Isl ilem grm
4 0.010.001 0.030.015 0.040.01 0.210.07
6 0.280.06 0.680.07
10 0.580.09 1.230.19
35 1.580.18 2.610.21
2.2. CoCrTabanl Alamlar
1930larn bana kadar vitalyum elii olarak adlandrlan Co-Cr alamlar
balangta altnn alternatifi olarak di hekimliinde kullanlmtr. Daha sonra ortopedik
rnlerde zellikle kala protezlerinde ve vcut iinde kullanlan plakalarda en fazla
kullanlan temel metalik biyomalzemeden birisi haline gelmitir. Co-Cr alamlarnn iki
temel tipi vardr. Bunlar dklebilir CoCrMo alam ile scak dvme ile retilen
CoNiCrMo alamdr. CoCrMo alam genellikle diilikte kullanlrken zellikle yksek
yklere maruz kalan kala ve diz implantlarnda kullanlmaktadr. Co-Cr alamlarnn ana
alam elementleri kobalt (%65) ve kromdur. Krom alamn korozyon direncini artrrken,
molibden ince taneli bir yap oluturmak bylece mukavemeti artrmak iin alam
ierisine katlmaktadr. Kobalt ieren alamlarn elastik modl (malzeme sertliini
gsteren bir deer) paslanmaz eliinkinden daha byktr. Tablo 11de CoCr
alamlarnn kimyasal bileimi verilmitir [Pasinli,2004].
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
36/58
23
Tablo 2.11. Dkm Coalamlarnn kimyasal bileimi [Handbook of biomaterial properties, 1998]
Alam Cr Mo Ni Fe C Si Mn Ti Co
CrCo29Cr5Mo 26.5-30.0 4.5-7.0 2.5 1.0 0.35 1.0 1.0 -- Balans
CoCrMo 15.0-32.5 4.0-7.5 2.0 1.5 0.05 1.0 1.0 5 33.0-75.0
2.2.1. Fiziksel zellikler
Elastite modl paslanmaz eliklerden ve titanyum alamlarndan daha iyidir. Bu da
iyi bir rijitlie sahip olmas demektir. Tabi baz uygulama alanlarnda bu zellik dezavantaj
durumunda olabilmektedir. Anma direnci, korozyon direnci, yorulma dayanm gibi
zelliklerinin iyi olmas ok nemli avantajlardr. Tablo 12 fiziksel zelliklerinin
tablosudur.
Tablo 2.12. CrCo alamlarnn fiziksel zellikleri [Handbook of biomaterial properties, 1998]
AlamYounluk
(g/cm3)
Erime
Noktas (oC)
Dnm
Scakl
hcpfcc
(oC)
Young
Modl
(GPa)
20o
CdeIsl
letkenlik
(W/mK)
20oC de
Elektrik
zdirenci
(m)
G-Co29CrMo 8.2-8.41235(stenit)
1300-1400890 210-330
Co20Cr15W10Ni 650
Co20Cr3Ni10Mo 8.43 1315-1427 650 235 1.03
2.2.2. Mekanik zellikleri
Dkme ya da dvme olarak kullanlabilen CoCr alamlar, Ni ve Win de ilavesiyle
yksek elastite modul ve snrl sneklik zellikleri ile 316L paslanmaz eliininin
zelliklerine benzerlik gsterir. Bu alamlar, yksek anma direncine sahiptirler.
Deformasyon sertlemesi nedeniyle kazanlan mekanik yap paslanmaz elik ve Ti6Al4V
gibi baz titanium alamlarndan daha iyidir. Protez olarak kullanlrken de, metal metale
srtnme halinde, yksek anma direnci sayesinde en az problem sahip nadir
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
37/58
24
malzemelerdendir. Mo ilavesiyle, malzemenin yapsndaki tanelerde klme olduundan
dolay malzemenin mekanik zellikleri iyilemektedir. Krom da, kat zelti yaparak
dayanm arttrr. Scak dvlerek ekillendirilen Co-Cr-Ni-Mo alamnn stn anma,
yorulma ve ekme dayanm vardr. Dkme ve dvme alamlar yksek korozyon
direncine sahiptir. Tablo 2.13de CoCr almlarnn retim yntemi fakllnda gstedii
mekanik davranlar grlmektedir.
Tablo 2.13. CoCr nin dkm ve toz metalujjisi alamlarnn(pm) mekanik zellikleri [Handbook
of biomaterial properties, 1998]
AlamKoul
(durum)
Young
Modl
x 103
(MPa)
Akma
Dayanm
(%0.2)
(MPa)
Max.
ekme
Dayanm
(MPa)
Akma
oran
/ekme
Dayanm
%
Uzamas
% Alan
Daralmas
Sertlik
HV
Co29CrMoDkm
gibi450 665 .069 8 8
CoCrMo
Dkm
gibi
HIP
210
-
330
500-650
841
1277
4-10
14
300
-
400
2.2.3. Yorulma
Genel itibariyle CoCr alamlarnn yorulma dayanmlar iyidir. Hatta yorulma
dayanmlarnn titanyum alamlarndan daha stn olduu alamlar da vardr. Bu da
dinamik yklere maruz blgelerde rahatlka kullanlabilecei anlamna gelir. Tablo 2.14,
baz CoCr alamlarnn yorulma dayanmlarn zetlemektedir.
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
38/58
25
Tablo 2.14. CoCr alam eitlerinin yksek devirlerde yorulma dayanm [Handbook of
biomaterial properties, 1998]
Alam Koul(durum) R
Gerilmeli-Ters
Yorgunluk
(MPa)R
Dnen
EmeYorgunluu Gc (MPA)
G-Co29Cr5Mo Dkm gibi -1 200-300 -1 300
Co20Cr35Ni10Mo Dkm gibi 200-300 --
Co20Cr15W10Ni Dvme 540-600 500
Pm-Co29Cr5Mo HIP 370-430 725
2.2.4. Korozyon ve Anma
Kobalt-krom alamlarna tungsten ve molibden eklenmesinin alam daha da
kuvvetlendirdii daha sonra bulunmutur. Geni bir scaklk yelpazesindeki dayankllklar
ve ok eitli ortamlarda gsterdikleri direnlilikleri sayesinde vazgeilemez olarak
nitelendirilirler. Alamdaki krom korozyon ve oksidasyona kar diren kazandrr.
Tungsten ve molibden, matrikse ek bir kuvvet kazandrr ve genel korozyon direncini
arttrr. Ancak alamn en nemli katk elementi kobalttr. Kobalt sayesinde alamn stresabsorbsiyonu yetenei artar. Kobalt alamlarnda % 10 kadar krom ilavesinin anodik akm
younluunu azaltmak iin yeterli olduu bilinmektedir. Nikel alamlarnda ise en az %
14 krom gerekmektedir. Kobalt alamlarnda krom oran % 25lere ykseldiinde, daha
soylu bir yap ortaya kmaktadr. Kobalt alamlarnn blgesel korozyona (yani
oyuklanma veya aralk korozyonuna) kar direnleri krom, molibden ve tungsten ierikleri
tarafndan belirlenir. Genellikle lokalize korozyon direnleri, klorr zelt ilerindeki
elektrokimyasal testlerle llr. Krom, molibden ve tungsten gibi alam elementlerinin
oyuklanma direncine katklar, nikel alamlarna katklarna benzer. Her metalde olduu
gibi kobalt alamlarnda da korozyon direnci pasif film oluumuna baldr. Kobalt
alamlarnda Cr2O3 filmi olumaktadr. Paslanmaz elikler ve Co-Cr alamlar tekrarl
ykleme durumunda ukurcuk korozyonu sergilerler. Bir baka ifade ile korozyonlu
yorulma hasarna kar duyarldrlar. Oluan korozyon rnleri biyouyumluluk problemleri
ortaya karmaktadr. Yine 1983 de yaplan aratrmalarda hem kromun hem de kobaltn
klinik lmlerde grlen salnm deerlerinin (eski ve yeni protezlerden), beslenme ile
alnan deerlerden ok dk olduu sonucuna varlmtr. CoCr alamlarnda, alamn
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
39/58
26
zeltilere kar olan korozyonu %65 ieriklere varan Co tarafndan engellenmektedir.
Tablo 2.15de Co29Cr5Mo alamnn 0.1 M NaCl zeltisi ierisinde gsterdii
elektrokimyasal veriler gzlenmektedir.
Tablo 2.15. Co29Cr5Mo alamlarnn 0.1 M NaCl ierisinde elektrokimyasal verilerinin pH
etkisine nemi [Handbook of biomaterial properties, 1998]
Metal/alamlarKorozyon Potansiyeli
Ecorr (mV)
Pasif Akm Younluu
Ip (A/cm2)
Bozulma Potansiyeli
Eb (mV)
Co29Cr5Mo
pH 7 -391 1.36 340
pH 2 -465 0.54 476
2.2.5. Biyolojik zellikleri
Kobalt-krom-molibden alamlarnn iyi biyouyumluluk zellikleri, bu malzemeye
erken bir ilgi uyandrmtr, nk vcut tarafndan iyi tolere edilirler. Tipik olarak, bu
malzeme kemik ile temas halinde implante edildiinde, evresinde ince bir fibrz tabakaoluur, ciddi bir reaksiyon olmas da ok nadirdir. Korozyon direlerinin iyi olmas
sebebiyle de biyolojik uyumluluklar iyidir.
retim yntemlerindeki gelimelerle birlikte toz metalurjisinin CoCr
alamlandrlmalarnda kullanlmas, mekanik, koroziv etkileri zerinde olumlu
gelimeleri beraberinde getirmitir. Bylece de biyouyumluluklar daha da iyilemitir.
Tablo 2.16 bu durumun ispatlaycs niteliindedir. Toz konsantrasyonunun dmesi
biyouyumluluk zerinde artrc faktr gstermektedir.
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
40/58
27
Tablo 2.16. Cp-Co, cp-Cr, cp-Ni ve NiCrCo alamlarn biyouyumluluu; toz halinde tasarlanan L-
32 hcrelerinin hayatta kalma oran [Handbook of biomaterial properties, 1998]
Metal/Alam Toz Konsantrasyonu (mg/l) Sa kalm oran (%)
Co25
50
45
18
Cr200
400
65
62
Ni200
400
0.9
0.1
Co20Cr15W10Ni200
400
33
23
Co20Cr35Ni10Mo200
400
25
14
2.3. Titanyum ve Titanyum Alamlar
2.3.1. Bileimi
Titanyum elektrostatik ayrma yntemi kullanlarak elde edilir. Ticari saflkta
titanyum iin drt derece vardr. Bu dereceler iinde bulunan oksijen bakmndan binde
birlik bir deime gsterir. Bu deiim az gibi grnse de mekanik zelliklerde byk
farkllklar oluturur. Titanyumdaki (O, C, N) elementleri alam glendirir. Nitrojen,
karbon ve oksijenin iki kat kadar glendirir. Titanyum ve alamlar en fazla kala ve diz
protezlerinin yapmnda, damar stentler ve balayclarnda, vida ve balantelemanlarnda ve di hekimliinde kullanlrlar [Park and Lakes 1992].
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
41/58
28
Tablo 2.17 de titanyum alamlarnn(+) kimyasal bileimi grlmektedir.
Tablo 2.17. Titanyum alamlarnn (+) kimyasal bileimi (%arlk) [Handbook of
biomaterial properties, 1998]
Alamlar Al V Fe Nb Ta O N C HDier Tekli
ToplamlarTi
Ti6Al4V5.5-
6.75
3.5-
4.50.3 -- -- 0.2 0.05 0.08 0.015 0.1 0.4 Balans
Ti5Al2.5Fe4.5-
5.5--
2.0
3.0-- -- 0.2 0.05 0.08 0.015 0.1 0.4 Balans
Ti6Al7Nb
5.5
6.5-- 0.25
6.5-
7.50.5 0.2 0.05 0.08 0.009 -- -- Balans
2.3.2. Fiziksel zellikleri
Gnmzde en yaygn olarak kullanlan biyomalzemelerden titanyumun implant
malzeme olarak kullanlmas 1930lara kadar gitmektedir.Titanyum, paslanmaz elik ve
kobalt alamlarna gre daha hafif bir metaldir. zgl arl=4.5 gr/cm3 dr. Ergime
scakl 1680oC olan ve oda scaklnda sk dizilmi hekzagonal kafes yapsna sahip bir
metaldir.
Titanyum 882C ye kadar hegzagonal sk paket bir yap (-Ti) gsterirken, bu
scakln zerindeki scaklklarda hacim merkezli kbik bir yap (-Ti) gsterir. Alam
elementlerinin titanyuma ilavesi bu malzemeye birok zellik kazandrmaktadr.
Gnmzde biyomalzeme olarak en yaygn kullanlan titanyum alam Ti6Al4Vdur. Bu
alam Ti6Al4V alam arlka %5.5-6.5 alminyum, %3.5-4.5 vanadyum ve geri kalan
miktarda titanyumdan oluur. Yapda bulunan alminyum fazn stabilize edip fazndan
fazna gei scakln artrrken, vanadyum ise fazn stabilize etmektedir. Titanyum
alamlarnn en byk avantaj korozyon direncinin ve biyouyumluluunun dier metalik
malzemelere gre yksek olmasdr. Titanyumun elastisite modl yaklak 110 MPa olup
bu deer Co alamlarnn yaklak yars kadardr. Bununla beraber,bu malzemeler dk
anma direnci ve zayf tribolojik zellikler sergilemektedir. Titanyum yksek scaklklarda
ok reaktif bir malzemedir ve oksijenle hzl bir ekilde reaksiyona girer. Bu yzdentitanyum implantlarn retimi iin ya inert bir atmosfer artlar ya da vakum ortam
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
42/58
29
gereklidir. Aksi halde, oksijen hzl bir ekilde yap ierisine difze olur ve yapy
gevrekletirir. Sonu olarak hibir ekilde 925C nin zerinde scak ilem yaplamaz.
Tablo 2.18de + titanyum alamnn fiziksel zellikleri verilmitir.
Tablo 2.18. Titanyum alamlarnn(+) fiziksel zellikleri [Handbook of biomaterial
properties, 1998]
zellik Ti6Al4V Ti5Al2.5Fe Ti6Al7Nb
Young Modl (GPa) 100-110 110-116 110
Younluk (g/cm ) 4.43 4.45 4.52
Oda scaklndaki fazlar + + +
Mikro yap A1-A9 A1-A9 A1-A9
Dnm scakl (oC) 99015 95015 101015
Oda scaklndaki termal iletkenlii (W/K) 6.5 -- --
30-200oC arasnda genleme katsays (x10- K- ) 8.6 9.3 --
20oC deki zgl ss (kJ/kg K) 0.56 -- --
20oCdeki zgl elektrik zdirenci (52 mm /m) 1.66 -- --
2.3.3. Titanyum ve Titanyum alamlarn leme
2.3.3.1. Scak lem ve Isl lemler
Ti ve alamlar dvme-haddeleme-presleme gibi geleneksel yntemlerle yar rnler
olarak retilmektedirler. Ti esasl malzemeler stldklar zaman ar miktarlarda O2, N2
ve H2kapmasndan kanlmaldr. Bu nedenle stma ve tavlama ilemleri ntral ya da azoksidasyonlu atmosferlerde yaplmaldr. Istma srasnda malzemelerin direkt olarak
stne gaz flenmesi malzemenin H2kapmasna ve blgesel snmaya neden olacandan
kanlmaldr.
Ksa tutulan stma periyodu esnasnda snrl ekilde sadece yzey alan O2 ile
kaplanr. Bu yzey blgesi kimyasal veya mekanik yollarla temizlenmelidir. Hidrojen
matrise hzl bir ekilde nfus edebilecei iin, redkleyici atmosferden kanlmaldr.
Tavlama srasnda oluan oksit filmin malzeme iine oksijen yayndrmamas iin mutlakatemizlenmesi gerekir.
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
43/58
30
Scak alma scakl, alam kompozisyonuna baldr ve iyi mekanik zellikler ile
istenilen tane yaps elde etmek iin nceden seilmi olmaldr.
nce paralar ise sadece elektrolitik ya da tuz banyolarnda temizlenir. Hem
yzeydeki O2 tabakasnn hem de altndaki O2ce zenginlemi difzyon blgesinin
temizlenmesi gerekmektedir. Aksi takdirde malzemenin ekillendirilmesi ve mr olumsuz
etkilenir.
2.3.3.2. Yzey oksit tabakasn giderme
Yzeyde oluan oksit tabakasnda meydana gelen deformasyon sl ilem, kum
pskrtme ve dekapaj ilemleriyle kaldrlr. paras, %20 arlkl sulu asit zeltisi
iine daldrlr.
Asit banyosu bileimi: %20 HNO3 + %2 HF
Sadece yzeyde bulunan oksit tabakasnn deil ayn zamanda yzey altnda bulunan
oksijence zengin yapnn da krlmas gerekir.
2.3.4. Mekanik zellikleri
Ticari saf titanyumun ok yksek bir sneklii, bal olarak dk entik hassasiyeti
ve iyi tokluu vardr.
Mukavemet zellikleri scaklkla deiir. Scaklk oda scaklna birden bire
drlnce ticari saf alamlar dayanmlarn kaybederler. inde alminyum bulunduran
titanyum alamlarnn yksek scaklklarda iyi mekanik zellikleri vardr. Srnme
dayanm da titanyum alamlar iin nemlidir ve bir grup alfa titanyum alamlar en
yksek srnme dayanmna sahiptir.Titanyum alamlar -253Ce kadar dk scaklarla ilgili kriyonejik uygulamalarda
kullanlmaktadr ve birok titanyum alam eliklerde olduu gibi keskin bir gei
scaklna sahip deildir. Titanyum alamlarnda scaklk dtke dayanm, snekliin
dmesine ramen ykselir.
Ti-6Al-4V alamnn mekanik zellikleri implant edilebilen dier metal
alamlarnn mekanik zellikleriyle rahatlkla karlatrlabilir. Elde edilen mukavemet
yaklak olarak 316L paslanmaz elik ile ayn ve Co-Cr-Mo alamnn mukavemetinin
hemen hemen iki katdr. Elastisite modl ise cerrahide kullanlan dier alamlarn yars
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
44/58
31
kadardr. Modln kk olmas malzemenin daha az sert olmasna ve yk uygulandnda
elastik olarak deforme olmasna neden olur. Bahsedilen bu zellikler bir kemiin elastik
zellikleriyle, cerrahi implant malzemelerinin uyumluluunun gerektii ortopedik
rnlerin gelitirilmesinde nemli roller oynayabilir.
Tablo 2.19, + titanyum alamnn mekanik zelliklerinin tablosudur.
Tablo 2.19. Titanyum alamlarnn(+) mekanik zellikleri [Handbook of biomaterial properties,
1998]
AlamlarKoul
(durum)
Akma
Dayanm
(%0.2)
(MPa)
Max.
ekme
Dayanm
(MPa)
Akma
oran/
ekme
Dayanm
%
Uzama
%
Alan
Daralmas
Bknn
Yarap
Sertlik
Kalnlk
2
5
Ti6Al4V-6
6-100
870
830
950
920
0.92
0.90
8
8
25
25
310
3109t 10t
Ti5Al2.5Fe -6 780 860 0.91 8 25 310 9t 10t
Ti6Al7Nb811-952
943-1008
869-1008
1016-
1086
0.93-0.94
0.93
7-13
11-16
24-44
40-55
Ti6Mn -6 1058 1095 0.97 11.5 26 360 -- --
2.3.5. Yorulma
Genel olarak saf titanyum ve alfa alamlar genel olarak kk tanelerinden
olumaktadr. Sonu olarak, tane boyutu, oksijen ierii ve deformasyon sertlemesinin
derecesi yorulma dayanm snrn deitirebilir. Tane boyutunun 110 mden 6 me
indirilmesi sonucu ticari saf titanyumun yorulma dayanm snrn 160 MPadan 210MPaa ykselmitir. Oksijen ieriinin artrlmasyla mukavemet deerlerinde bir art
grlmtr. Dolaysyla artan oksijen ierii ile yorulma daynm snr artmtr. Buna
benzer olarak ticari saf titanyumun yorulma dayanm snr souk deformasyonun
uygulanmasyla artmtr. Tablo 2.20de eitli alamlarn yorulma deerleri verilmitir.
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
45/58
32
Tablo 2.20. Titanyum ve titanyum alamlarnn yksek devirlerde yorulma dayanm ve
dnme yorulmadayanm (Whler erisi) [Handbook of biomaterial properties,
1998]
Alamlar R B (MPa) R R (MPa)
Cp-Ti -1 230-280 -1 200
Ti6Al4V -1 400-450 -1 500-660
Ti5Al2.5Fe -1 -1 450-550
Ti6Al7Nb -1 -- -1 450-600
Cp-Nb -1 -- -1 150
Cp-Ta -1 -- -1 200
Ti30Ta -1 -- -1 400
2.3.6. Korozyon ve Anma
Titanyum metali son derece reaktiftir ve oksijene yksek bir afinitesi vardr. Bu
nedenle, yeni metal yzeyi hava veya nem ile temasa getii anda ok hzl bir ekilde
yzeyde oksit film tabakas oluur. Hasar grm bir oksit tabakas da ortamda esermiktarda su veya oksijen varsa, ok ksa srede (hemen) yenilenir. ou sulu ortamda
oksit tipik olarak TiO2dir, ancak Ti2O3ve TiO de bulunur. Doal olarak oluan film 10nm
kalnlkta olur ve gz ile grlemez, ancak kimyasal olarak ok direnlidir. Bu ince yzey
oksidi ayn zamanda hidrojene kar da etkili bir bariyerdir. Bir katot olarak titanyum, sulu
bir elektrolitte iyonlarn elektrokimyasal redksiyonuna izin verir, dier taraftan, ou sulu
ortamda pasif oksit film nedeniyle anodik akma kar yksek bir diren oluur.
Titanyum, di hekimliinde en yaygn olarak, osseointegre implantlar olarak dieksikliklerinin tedavisinde kullanlan bir elementtir. Byk bir ksm tkrk ile temasta
deildir. Korozyon sonucu salnan titanyumun gda ile alnan titanyum deerlerinin ok
altnda kald bilinmektedir.
Tablo 2.21de titanyum alamlarnn 0.1 M NaCl zeltisindeki korozyon davran
deerleri verilmitir.
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
46/58
33
Tablo 2.21. Titanyum ve titanyum alamlarnn 0.1M NaCl zeltisi ierisinde ve farkl
koullar altnda elektrokimyasal verileri [Handbook of biomaterial properties,
1998]
Metal/AlamKorozyon Gerilimi
Ecorr (mV)
Pasif Akm
Younluu
Ip (A/cm2)
Bozulma potansiyeli
Eb (mV)
Cp-Ti
ph7
ph2
-628
-459
0.72
113>1500
Ti5Al2.5Fe
pH7
pH2
-529
-567
0.68
0.71>1500
Ti6Al4V
pH7
pH2
-510
- 699
0.92
0.69>1500
Ti6Al7Nb
pH70.45 >1000
Ti30Ta
pH70.3 >1500
Ti40Nb
pH70.2 >1500
2.3.7. Biyolojik zellikleri
Titanyumun oda, az ve vcut scaklnda korozyon direnci ve biyouyumluluu,
1nm (10-9 metre) den daha az kalnlkta oksit film tabakasnn olumasyla nitelik kazanr.
Eer bu oksit tabaka kaznrsa veya andrlrsa birka nanosaniye (10-9 sn) iinde tekrar
oluur. Birok alma, Titanyumun stn biyouyumluluunu belirtmitir. Titanyum veya
alamlaryla temasta olan dokularn reaksiyonu olduka lmldr ve kemik ile
osseointegrasyon oluturur. Tablo 2.22de L132 hcrelerinin titanyum varlndaki hayatta
kalma oran grlmektedir.
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
47/58
34
Tablo 2.22. L132 hcrelerin titanyum ve titanyum alamlarnn etkisinde hayatta kalma
oran [Handbook of biomaterial properties, 1998]
Metal Toz Konsantrasyonu
(mg/l)
Hcrelerin sa
kalma oran
Cp-Ti 400
Ti6Al4V 400
Ti5Al2.5Fe 400 >%80
Ti30Ta 400
Ti30Nb 400
2.4. Di Restorasyon Malzemeleri
2.4.1. Amalgamlar
Amalgam bileenlerinden biri cva olan alama denir. Amalgam; bakr, gm,
kalay ve inkodan oluan alamn cva ile kartrlmas sonucu hazrlanan sert ve
dayankl bir malzemedir. Cva, oda scaklnda sv fazda olur ve dier metallerle
reaksiyona girmesi sonucu, bir oyuk iini doldurulabilecek plastik ktle halini alr. Bu
zelliinden dolay amalgam, di dolgu maddesi olarak kullanlr. Estetik olmamas ve cva
iermesi, balca olumsuz yanlardr. Son yllarda amalgamn ierdii civann evresel
etkileri nem kazanm ve civann doa iin zararl bir atk olmasndan dolay, biro k
Avrupa lkesinde amalgam kullanm, byk lde kstlanmtr. Ancak, tm
tartmalara karn, di dolgusunda kullanlan amalgamdaki civann sistemik toksin etkisi,
gsterilebilmi deildir.Di restorasyonu (dolgular) iin uygulamadan hemen nce (amalgam), alaml cva
ile kartrlr. Alam toz veya granl formundadr. Amalgamizationdan sonra cva miktar
aadaki 50 arlka% olmaldr.
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
48/58
35
2.4.1.1. Amalgamlarn Bileimi
Amalgam, yzyl akn bir sredir kullanlmaktadr. Bakr, gm, kalay ve
inko'dan oluan amalgam tozunun cva ile kartrlmas sonucu hazrlanan sert ve
dayankl bir malzemedir. Estetik olmamas ve cva iermesi, balca olumsuz yanlardr.
zellikle, son yllarda amalgamn ierdii cvann evresel etkileri nem kazanm
durumdadr. Cvann doa iin zararl bir atk olmas, baz Kuzey Avrupa lkeleri'nde
amalgam kullanmn byk lde kstlam bulunmaktadr. Tablo 2.23 amalgam
bileimlerini gstermektedir.
Tablo 2.23. Dental amalgamlarn kimyasal bileimi(%arlk) [Handbook of biomaterial
properties, 1998]
Alam tozlar Ag Sn Cu Zn Hg
LCS 66-73 25-29
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
49/58
36
2.4.2. Soy Metaller
2.4.2.1. Alamlarn Bileimi
2.4.2.1.1. Altn-Platin-Paladyum (Au-Pt-Pd) Alamlar
eriinde %75-88 altn, %11 paladyum, %8 platin ve eer eklenmise %5 gm
bulunur. Baz metallerden indiyum, demir, kalay ve inkoyu eser miktarda ihtiva eder.
Avantajlar; mkemmel seramik balants, dklebilirliklerinin ok iyi olmas, bitim ve
uyulmama kolayl, okluzal yzeyleri yeniden oluturmaya olanak vermesi, korozyona
direnli olmas ve biyolojik uyumluluu saylabilir [ Zaimolu ve ark. 1993, Craig ve ark.
1997].
2.4.2.1.2. Altn-Paladyum-Gm (Au-Pd-Ag) Alamlar:
eriinde %39-53 altn, %25-35 paladyum, %12-22 gm bulunur [OBrien, 1997].
2.4.2.1.3. Altn- Paladyum (Au- Pd) Alamlar:
eriinde %44-55 altn, %35-45 paladyum, %5 galyum, %8-12 indiyum ve kalay
bulunur. Altn-platin-gm ve paladyum-gm alamlarnn seramikte renklenme ve
metalin yksek sl genleme katsaysndan ortaya kan problemleri ortadan kaldrmak
iin gelitirilmitir [Craig ve ark. 1997].
2.4.2.1.4. Paladyum-Gm (Pd-Ag) Alamlar:
eriinde %55-60 paladyum, %28-30 gm, indiyum ve kalay bulunur. Dk
maliyetlidirler. Gm ieriine bal olarak seramikte renklenmeye neden olmas, dkm
ile ilgili sorunlarnn olmas ve gaz emilim riski gibi zellikleri dezavantajlardr [Wang,
1996].
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
50/58
37
Tablo 2.24de dental dkm alamlarnn kimyasal bileimiverilmitir.
Tablo 2.24. Yksek altn ierikli dental dkm alamlarnn kimyasal bileimi [Handbook of
biomaterial properties, 1998]
Tip Au+Pt
metalleri
Au Pt Pd Ir Rh Ag Cu Zn Ta In Re Fe Sn
HGC-1 88.6 87.5 1.0 0.1 11.5
HGC-2 80.5
-
81.2
75.7
-
79.3
0.3
-
1.4
1.6
-
3.3
12.3-
15.0
4.1
-
5.5
0.4-
1.0
0-
0.1
HGC-3 78.0
-78.5
74.0
-74.4
0
-2.4
2.0
-3.5
0.1 9.6
-13.5
7.0
-11.5
0.9-
1.0
HGC-4 75.5
-
80.0
65.5
-
71.0
4.4
-
12.9
0.0
-
2.0
0.1 0
-
1.1
10.0-
14.0
8.2
-
10.0
0.5-
4.0
HGC-1-
C
95.0-
97.0
80.0-
85.0
5.0
11.0
3.3-
4.4
0.2 1.6 3.0- 5.0
HGC-2-
C
95.0 70.0 7.5 15.0 0.5 2.0 5.0
HGC-3-
C
98.0-
99.0
82.6-
86.0
9.7-
10.4
0-
2.2
0.1
-
0.3
0-
1.6
1.0-
2.0
HGC-4-C 82.9-
97.4
73.8
84.4
8.0-
9.0
5.0-8.9 0.1 1.2-9.2 0.3-
4.4
0-
2.0
0-
0.2
1.5-
2.5
0-
0.2
0-
0.2
0.5
0.8
2.4.2.2. Fiziksel ve Mekanik zellikleri
2.4.2.2.1. Au-Pt-Pd Alamlar
Yksek maliyet, dk sertlik (yksek anma), yksek younluk, uzun kprler iin
yetersiz elastikiyet modl ve dk erime scaklklarndan dolay dk kme direncine
sahip olmalar kullanmlarn snrlamaktadr.
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
51/58
38
2.4.2.2.2. Au-Pd-Ag Alamlar
Daha yksek erime scaklna sahip olduklar iin altn-platin alamna gre akma
direnci daha yksektir. Altn-platin alamlarna gre daha sert, daha ucuz ve daha yksek
elastikiyet modlne sahiptir. Ancak yksek gm ierii seramikte renklenmeye neden
olabilir. Yksek ssal genleme katsays, hidrojen absorbsiyonuna bal seramik
balantsndaki problemler ve dk korozyon direnci dier dezavantajlardr.
2.4.2.2.3. Au-Pd Alamlar
Avantajlar dk younluk, balanma dayankll ve dklebilirliinin iyi
olmasdr. Akma direnci ve sertlii altn-platin-gm ve paladyum-gm a1amlarndan
daha yksek olup, korozyon direnci de yksektir. Baz yksek genlemeye sahip seramik
sistemleriyle uyum gstermez. Yksek maliyet dezavantajdr.
2.4.2.2.4. Pd-Ag Alamlar
Dk younluklar, iyi seramik balants, yksek akma direnci, yksek elastikiyetmodl ve iyi korozyona direncine sahip olmalar tercih edilme nedenleridir.
2.4.3. NiCr Alamlar
Gnmzde sabit protezlerde en ok kullanlan temel metal alamdr. Ni-Cr esasl
alamlarda dkm kolaylatrmak ve porselenin metale kaynamasn glendirmek iin
%1-3 orannda kullanlan berilyum, toksik etkileri nedeni ile nemli salk sorunlaroluturabilir. Bu nedenle son yllarda retilmekte olan Ni-Cr alamlarnn ounda bu
element kullanlmamaktadr.
Nikel birok element ile alam oluturabilir. Bakr, demir, tungsten, kobalt,
niyobyum ve tantal, alminyum ve titanyum, karbon ve karbidler, krom ve molibden
balca alam elementleridir [Zaimolu, 1993].
Krom yksek scaklklardaki oksidasyona ve slfr ieren gazlarn saldrsna kar
direnci arttrr. Ni-Cr alamlarn ierisine, alamn koruyucu oksit tabaka oluturma
yeteneini arttrmak amacyla krom eklenmektedir. %50ye kadar krom ieren alamlar
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
52/58
39
formle edilmise de, genellikle alama %15 ile %30 arasnda deien miktarlarda krom
katlmaktadr. Krom metalin korozyonunu nler. Bu element alamn yzeyinde
kromoksit tabakas oluturarak metali korur. Bir alamda krom miktar %30un zerinde
olura dkm zorlar. Alamlarn kararmaya kar direnli olabilmesi iin en az %20
orannda krom iermesi gerekir. Ni-Cr kullanlan bir almada, krom oran %27 ve
zerinde olduunda, kobalt ve nikel salnm olmazken, %16nn altna indiinde nemli
oranlarda nikel ve krom salnm gzlenmitir. Ni-Cr alamlar ekonomik olmalarna kars,
nikelin allerjik zellikleri ve baz fiziksel dezavantajlar nedeniyle her zaman kullanl
deildirler. Daha az oranda krom ieren nikel alamlar korozyon direnci oluturmak iin
yeterli oksit filmi gelitiremezler.
Nikel-krom alamlar berilyumlu ve berilyumsuz olarak iki ana gruba ayrlr.
Berilyum dklebilirlii arttrrken yksek scaklklarda kaln oksit tabakas oluumunu
engeller. Ancak berilyumun kanserojen etkisinden dolay berilyumsuz nikel krom
alamlar kullanlmaktadr. eriinde %62-77 nikel, %11-22 krom, demir, molibden,
tantal ve bazen bor bulunur. Genel olarak nikel-krom alamlarn elastikiyet modleri altn
altn alamlarnn 2-2,5 katdr. Bu zellikleri uzun kprlerde baaryla kullanlmasna ve
ince dkm yaplabilmesine olanak salar. Dk maliyeti dier bir nemli avantajdr.
Dezavantajlar ise kontrol edilemeyen oksit tabakas, nikelin toksik ve alerjik etkisi,yksek sertliinden dolay laboratuar ilemlerinin gldr. Altn alamlarna gre
diten uzaklatrlmas daha zordur. Ni-Cr alamlar youn aratrmalara konu olmutur ve
elektrokimyasal korozyon analizleri korozyon zelliklerinin deerlendirilmesinde uygun
bir metot olarak kendini ispat etmitir. Alam ierisinde %1627 orannda krom
bulunmasnn optimum korozyon direnci salanmas asndan nemi rapor edilmitir.
Ayrca Mn, Mo gibi metallerin alam ierisine eklenmesi de korozyon direncini arttrc
giriimlerdir. Daha dk seviyede krom ieren alamlar korozyon direnci iin gerekliolan oksit filmini yeterli seviyede gelitiremeyebilirler [Weber, Fraker,1980].
Tablo 2.26 ve 2.27, dental NiCr alamlarnn fiziksel ve mekanik zelliklerinin
gsterildii tablolardr.
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
53/58
40
Tablo 2.25. Di hekimliinde kullanlan NiCr alamlarnn (%arlka) kimyasal bileimi
[Handbook of biomaterial properties, 1998]
Ni Co Fe Cr Mo Nb Ti W Be Ga Si C Dierleri
58 0 0 12 0.5 0 0 0 0 0 0
0.5 Al, Ce, B, Mn, Sn, Y, V, Ta,
La, Cu-- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
82 2 9 26 16 7 3 4 1.5 7.5 3
Tablo 2.26. Di hekimliinde kullanlanNiCralamlarnnmekanik zellikleri [Handbook of
biomaterial properties, 1998]
Akma Dayanm
(%0.2)
(MPa)
%
Uzamas
Sertlik
(VHN5)
255-800 3-25 160-395
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
54/58
SONU
Gnmzde insan yaamn kolaylatrmak, hastalklarn tedavisini hzl ve tekrar
gerektirmeyecek operasyonlarla yapabilmek amacyla tp sektr ve buna bal olarak, bu
tasarmlara gerekli malzemeler ile ilgili aratrma almalar giderek artan younlukta
devam etmektedir. Her geen gn, vcut ve dokularla daha uyumlu, daha az anma ve
korozyon davran gsteren, daha uzun sre dayanabilen, daha ekonomik ve gerektiinde
de daha estetik grnm tayabilen biyomalzemelerin keif ve kullanm imkan
artmaktadr.
Bu almada metalik biyomalzemelerin fiziksel, kimyasal, mekanik zelliklerinin
yan sra biyolojik uyumluluklarnn korozyon, anma, yorulma dayanm gibi
parametrelere de bal olduu belirtilmitir. Her metalik biyomalzeme kendi ierisinde ve
dier metalik biyomalzemeler ile karlatrlmtr. Yaplan almada amalgam
alamlarnn az veya ok her trl ortamda iddetli korozyona uradklar, buna karlk
paslanmaz elik alamlarnn, CoCr alamlarnn ve titanyumun daha pasif bir davran
sergiledikleri dk iyon salnmlar sayesinde, biyolojik adan daha uyumlu sonucuna
varlmtr.
7/30/2019 Biyomalzemeler (2)
55/58
42
KAYNAKLAR
[1] Acta, 38(14), 1769-1774. 881.[2] Al2O3-Keramik fiir dentale Implantate - Entwicklung geeigneter Legierungen, Alloys.
Biomaterials, 14 (12), 887-892. American Standard ASTM F138.
[3] Arc Welding of Stainless Steels, in ASM Met
Top Related