Year 2020, Volume 8 , Issue 4, Pages 2455 - 2467 2020-10-29

Mikrodeformasyon ile Yüzey Özellikleri Değiştirilen 316L Paslanmaz Çeliğin Sentetik Vücut Sıvısı ile Etkileşimi

Sıdıka Mine TOKER [1] , Eray BATTAL [2] , Zeynep DEMİR [3] , Kamile Ezgi ÇEVİK [4]


Bu çalışmada ortopedik uygulamalarda yaygın olarak kullanılan bir biyomedikal alaşım olan 316L paslanmaz çelik yüzeyinde mikro sertlik ölçüm cihazı kullanılarak mikrodeformasyon alanları oluşturulmuş ve elde edilen farklı yüzey desenlerinin biyouyumluluğa etkisi sentetik vücut sıvısı içi statik daldırma deneyleri ile test edilmiştir. 7 ve 21 günlük daldırma periyotlarının ardından örnek yüzeyleri oksit ve kalsiyum-fosfatlı yapıların çökelmesi, sıvılar ise iyon salımı açısından incelendiğinde, her iki açıdan da oluşturulan farklı mikrodeformasyon desenlerinin kontrol numunesine kıyasla iyileştirme sağladığı saptanıştır. Oluşturulan desenler arasında ise iz boyutu büyük, izler arası mesafesi geniş olan paternin optimum özellikleri sağlayan yüzey olduğu gözlenmiştir. Yüzey pürüzlülüğü ve sıvı içi oksit ve kalsiyum-fosfatlı yapıların çökelmesi arasında bir doğru orantı tespit edilememiş, bu da yüzey enerjisini belirlemede mikrodeformasyonun mikroyapısal mekanizmalar üzerindeki etkisinin daha belirleyici olabileceğine dair ön bulgular ortaya koymuştur.
Biyomedikal alaşım, 316L, mikrodeformasyon, biyouyumluluk
  • [1] R. Agarwal, A.J. García, “Biomaterial strategies for engineering implants for enhanced osseointegration and bone repair,” Advanced Drug Delivery Reviews, vol. 94, no. 1, pp. 53–62, 2015.
  • [2] N.S. Manam, W.S.W. Harun, D.N.A. Shri, S.A.C. Ghani, Kurniawan T, M.H. Ismail, M.H.I. Ibrahim, “Study of corrosion in biocompatible metals for implants: A review,” Journal of Alloys Compounds, vol. 701, no. 1, pp. 698-715, 2017.
  • [3] S.M. Toker, D. Canadinc, H.J. Maier, O. Birer “Evaluation of passive oxide layer formation–biocompatibility relationship in NiTi shape memory alloys: Geometry and body location dependency,” Materials Science and Engineering C, vol. 36, no.1, pp. 118-119, 2014.
  • [4] T. Lu, J. Wen, S. Qian, H. Cao, C. Ning, X. Pan, Jiang X, X. Liu, P.K. Chu, “Enhanced osteointegration on tantalum-implanted polyetheretherketone surface with bone-like elastic modulus,” Biomaterials, vol. 51, no. 1, pp. 173-183, 2015.
  • [5] G. Uzun, F. Keyf, “Surface Characteristics Of The Implant Systems And Osseointegration,” Atatürk Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi Dergisi, vol. 2, no. 1, pp. 43-50, 2007.
  • [6] C. Şahin, C. Korkmaz, G. Uzun, “Osseointegration, Surface Porosity And Nanotechnology,” Atatürk Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi Dergisi, Supplement, vol. 13, no.1, pp. 174-181, 2015.
  • [7] Y. Hayran, N. Akbulut, M.K. Tümer, “Surface Treatment Technologies of Dental Implants,” Gaziosmanpaşa Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi Dergisi, vol. 2, no. 2, pp. 98-105, 2016.
  • [8] E. Ünal, M, Özçatal, Ş. Taktak, A. Evcin, Y. Kayalı, “Surface Modification of Pure Titanium Implant Using Acid and Alkali Treatments,” Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 15, no. 3, pp. 6-13, 2015.
  • [9] B. Yılmaz, Z. Evis, M. Güldiken “Biomimetic Calcium Phosphate Coating Of Titanium Alloy,” Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, vol. 29, no.1, pp. 105-109, 2014.
  • [10] M. İzmir, Y. Tufan, B. Ercan “Interaction of anodized Ti6Al7Nb with simulated body fluid,” Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, vol. 34, no.1, pp. 495-503, 2019.
  • [11] S.M. Toker, D. Canadinc, A. Taube, H.J. Maier, G. Gerstein “On the Role of Slip – Twin Interactions on the Impact Behavior of High-Manganese Austenitic Steels,” Materials Science and Engineering A, vol. 593, no. 1, pp. 120–126, 2014.
  • [12] S.M. Toker, F. Rubitschek, T. Niendorf, D. Canadinc, H.J. Maier. “Anisotropy of ultrafine-grained alloys under impact loading: The case of biomedical niobium–zirconium,” Scripta Materialia, vol. 66, no. 7, pp. 435–438, 2012.
  • [13] K. Anselme, M. Bigerelle, B. Noël, A. Lost, P. Hardouin “Effect of grooved titanium substratum on human osteoblastic cell growth,” Journal of Biomedical Materials Research, vol. 60, no. 4, pp. 529-540, 2002.
  • [14] C. Wu, M. Chen, T. Zheng, X. Yang, “Effect of surface roughness on the initial response of MC3T3-E1 cells cultured on polished titanium alloy,” Bio-Medical Materials and Engineering, c. 26, s. 1, ss. 155-164, 2015.
  • [15] L. Le Guehennec, M.A. Lopez-Heredia, B. Enkel, P. Weiss, Y. Amouriq, P. Layrolle, “Osteoblastic cell behaviour on different titanium implant surfaces,” Acta Biomaterialia, vol. 4, no. 1, pp. 535–543, 2008.
  • [16] S.M. Toker, G. Sugerman, E.C. Frey, “Effects of Surface Characteristics on the in Vitro Biocompatibility Response of NiTi Shape Memory Alloys,” Academic Platform Journal of Engineering and Science, vol. 7, no. 2, pp. 112-116, 2019.
  • [17] Y. Estrin, C. Kasper, S. Diederichs, R. Lapovok “Accelerated growth of preosteoblastic cells on ultrafine grained titanium,” Journal of Biomedical Materials Research A, vol. 90, no. 4, pp. 1239-1242, 2008.
  • [18] P.K.C. Venkatsurya, W.W. Thein-Han, R.D.K. Misra, M.C. Somani, L.P. Karjalainen “Advancing nanograined/ultrafine-grained structures for metal implant technology: Interplay between grooving of nano/ultrafine grains and cellular response,” Materials Science and Engineering C, vol. 30, no. 1, pp. 1050-1059, 2010.
  • [19] S.M. Toker, G. Gerstein, H.J. Maier, D. Canadinc “Effects of microstructural mechanisms on the localized oxidation behavior of NiTi shape memory alloys in simulated body fluid,” Journal of Materials Science, vol. 53, no. 2, pp. 948-958, 2018.
  • [20] B. Uzer, S.M. Toker, A. Cingoz, T. Bagci-Onder, G. Gerstein, H.J. Maier, D. Canadinc “An exploration of plastic deformation dependence of cell viability and adhesion in metallic implant materials,” Journal Of The Mechanical Behavior Of Biomedical Materials, vol. 60, no. 1, pp. 177-186, 2016.
  • [21] B. Yilmaz, A.E. Pazarceviren, A. Tezcaner, Z. Evis, “Historical Development of Simulated Body Fluids Used in Biomedical Applications: A Review,” Microchemical Journal, vol. 155, no. 1, pp. 1-49, 2020.
  • [22] T. Kokubo, H. Takadama “How useful is SBF in predicting in vivo bone bioactivity?,” Biomaterials, vol. 27, no. 1, pp. 2907-2915, 2006.
  • [23] B. Uzer, “Modulating The Surface Properties Of Metallic Implants And The Response Of Breast Cancer Cells By Surface Relief Induced Via Bulk Plastic Deformation,” Frontiers in Materials, vol.99, no.7, pp. 1-10, 2020.
  • [24] R.R. Behera, A. Das, A. Hasan, D. Pamu, L.M. Pandey, M.R. Sankar, “Deposition of biphasic calcium phosphate film on laser surface textured Ti-6Al-4V and its effect on different biological properties for orthopedic applications,” Journal of Alloys and Compounds, In press, pp. 1-50, 2020. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.155683.
  • [25] T. Hanawa, “Titanium–Tissue Interface Reaction and Its Control With Surface Treatment,” Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, vol.170, no.7, pp. 1-13, 2019.
  • [26] H.W. Yuen, W. Becker. “Iron Toxicity”. Treasure Island, FL, USA: StatPearls Publishing; 2020. (Accessed June 22, 2020. ) [Online].Available: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK459224/
  • [27] H.H. Huang, Y.H. Chiu, T.H. Lee, S.C. Wu, H.W. Yang, K.H. Su, C.C. Hsu, “Ion release from NiTi orthodontic wires in artificial saliva with various acidities,” Biomaterials, vol.24, no.1, pp. 3585-3592, 2003.
  • [28] G.S. Matharu, M. Res, F. Berryman, A. Judge, A. Reito, J. McConnell, O. Lainiala, S. Young, A. Eskelinen, H.G. Pandit, D. Phil, D. W. Murray, “Blood Metal Ion Thresholds to Identify Patients with Metal-on-Metal Hip Implants at Risk of Adverse Reactions to Metal Debris,” The Journal Of Bone & Joınt Surgery, vol.99-A, no.18, pp. 1532-1539, 2017.
  • [29] A. Hordyjewska, Ł. Popiołek, J. Kocot, “The many ‘‘faces’’ of copper in medicine and treatment,” Biometals, vol.27,no.1, pp. 611-621, 2014.
Primary Language tr
Subjects Engineering
Journal Section Articles
Authors

Orcid: 0000-0003-0762-242X
Author: Sıdıka Mine TOKER (Primary Author)
Institution: ESKİŞEHİR OSMANGAZİ ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Orcid: 0000-0002-3201-2335
Author: Eray BATTAL
Institution: ESKİŞEHİR OSMANGAZİ ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Orcid: 0000-0002-6232-0638
Author: Zeynep DEMİR
Institution: ESKİŞEHİR OSMANGAZİ ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Orcid: 0000-0003-0233-1367
Author: Kamile Ezgi ÇEVİK
Institution: ESKİŞEHİR OSMANGAZİ ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Supporting Institution Bu çalışma Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri tarafından desteklenmiştir.
Project Number ESOGÜ BAP 2018/15038
Dates

Publication Date : October 29, 2020

Bibtex @research article { dubited707023, journal = {Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi}, issn = {}, eissn = {2148-2446}, address = {}, publisher = {Duzce University}, year = {2020}, volume = {8}, pages = {2455 - 2467}, doi = {10.29130/dubited.707023}, title = {Mikrodeformasyon ile Yüzey Özellikleri Değiştirilen 316L Paslanmaz Çeliğin Sentetik Vücut Sıvısı ile Etkileşimi}, key = {cite}, author = {Toker, Sıdıka Mine and Battal, Eray and Demi̇r, Zeynep and Çevi̇k, Kamile Ezgi} }
APA Toker, S , Battal, E , Demi̇r, Z , Çevi̇k, K . (2020). Mikrodeformasyon ile Yüzey Özellikleri Değiştirilen 316L Paslanmaz Çeliğin Sentetik Vücut Sıvısı ile Etkileşimi . Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi , 8 (4) , 2455-2467 . DOI: 10.29130/dubited.707023
MLA Toker, S , Battal, E , Demi̇r, Z , Çevi̇k, K . "Mikrodeformasyon ile Yüzey Özellikleri Değiştirilen 316L Paslanmaz Çeliğin Sentetik Vücut Sıvısı ile Etkileşimi" . Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi 8 (2020 ): 2455-2467 <https://dergipark.org.tr/en/pub/dubited/issue/57598/707023>
Chicago Toker, S , Battal, E , Demi̇r, Z , Çevi̇k, K . "Mikrodeformasyon ile Yüzey Özellikleri Değiştirilen 316L Paslanmaz Çeliğin Sentetik Vücut Sıvısı ile Etkileşimi". Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi 8 (2020 ): 2455-2467
RIS TY - JOUR T1 - Mikrodeformasyon ile Yüzey Özellikleri Değiştirilen 316L Paslanmaz Çeliğin Sentetik Vücut Sıvısı ile Etkileşimi AU - Sıdıka Mine Toker , Eray Battal , Zeynep Demi̇r , Kamile Ezgi Çevi̇k Y1 - 2020 PY - 2020 N1 - doi: 10.29130/dubited.707023 DO - 10.29130/dubited.707023 T2 - Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 2455 EP - 2467 VL - 8 IS - 4 SN - -2148-2446 M3 - doi: 10.29130/dubited.707023 UR - https://doi.org/10.29130/dubited.707023 Y2 - 2020 ER -
EndNote %0 Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi Mikrodeformasyon ile Yüzey Özellikleri Değiştirilen 316L Paslanmaz Çeliğin Sentetik Vücut Sıvısı ile Etkileşimi %A Sıdıka Mine Toker , Eray Battal , Zeynep Demi̇r , Kamile Ezgi Çevi̇k %T Mikrodeformasyon ile Yüzey Özellikleri Değiştirilen 316L Paslanmaz Çeliğin Sentetik Vücut Sıvısı ile Etkileşimi %D 2020 %J Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi %P -2148-2446 %V 8 %N 4 %R doi: 10.29130/dubited.707023 %U 10.29130/dubited.707023
ISNAD Toker, Sıdıka Mine , Battal, Eray , Demi̇r, Zeynep , Çevi̇k, Kamile Ezgi . "Mikrodeformasyon ile Yüzey Özellikleri Değiştirilen 316L Paslanmaz Çeliğin Sentetik Vücut Sıvısı ile Etkileşimi". Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi 8 / 4 (October 2020): 2455-2467 . https://doi.org/10.29130/dubited.707023
AMA Toker S , Battal E , Demi̇r Z , Çevi̇k K . Mikrodeformasyon ile Yüzey Özellikleri Değiştirilen 316L Paslanmaz Çeliğin Sentetik Vücut Sıvısı ile Etkileşimi. DÜBİTED. 2020; 8(4): 2455-2467.
Vancouver Toker S , Battal E , Demi̇r Z , Çevi̇k K . Mikrodeformasyon ile Yüzey Özellikleri Değiştirilen 316L Paslanmaz Çeliğin Sentetik Vücut Sıvısı ile Etkileşimi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2020; 8(4): 2455-2467.
IEEE S. Toker , E. Battal , Z. Demi̇r and K. Çevi̇k , "Mikrodeformasyon ile Yüzey Özellikleri Değiştirilen 316L Paslanmaz Çeliğin Sentetik Vücut Sıvısı ile Etkileşimi", Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, vol. 8, no. 4, pp. 2455-2467, Oct. 2020, doi:10.29130/dubited.707023