Seçici lazer ergitme yöntemi ile biyouyumlu iskelet yapılarının imalatı ve özelliklerinin geliştirilmesi

Abstract

Katmanlı (eklemeli) imalat teknolojileri günümüzde biyomedikal implantların hastaya özgü ve karmaşık geometrilerde üretilmesine olanak sağlayan önemli bir teknik haline gelmiştir. Özellikle hasar gören kemik dokusunun rejenerasyonunda kullanılan ve ana kemik dokusunun yerini alması düşünülen iskelet yapıların (scaffold) üretiminde katmanlı imalat tekniği öne çıkmaktır. Literatür çalışmaları incelendiğinde, iskelet yapıların hafiflikleri, geliştirilebilen biyolojik özellikleri ve kişiye özel tasarlanabilinmelerinden ötürü, konu ile ilgili çalışmaların devam ettiği görülmektedir. Sunulan bu tezde, farklı kafes tiplerinin tek yapıda barındırması esas alınarak, hibrit iskelet yapılar, yenilikçi ve özgün tasarımsal yaklaşımlar ile üretilmiştir. Bu amaçla, medikal görüntü işleme, bilgisayar destekli tasarım ve bilgisayar destekli üretim yazılımları aracılığı ile insan femur kemiği esas alınarak farklı birim hücrelerden hibrit iskelet yapılar tasarlanmıştır. Tasarlanan yapılar, Seçici Lazer Ergitme (Selective Laser Melting, SLM) yöntemi ile CoCr ve Ti6Al4V ELI alaşımlarından üretilmiştir. Elde edilen bu hibrit iskelet yapılardaki geometrik farklılıklara bağlı olarak numunelerin mekanik ve biyolojik özellikleri incelenmiştir. Hibrit yapıların mekanik özelliklerinin geliştirilmesinde kemik implantlardan beklenen bası dayanımı esas alınırken, biyolojik özellik olarak da iskelet yapıların hibrtililik oranına bağlı olarak hücre tutunma kabiliyeti incelenmiştir. Geliştirilen numuneler üzerinde yapılan deneysel çalışmaların sonucunda, hibritlilik oranının artırılmasının basma dayanımında %13,8, hücre yaşayabilirlik özelliğinde ise %52,8’e varan bir artışa olanak sağladığı gözlenmiştir.