Reaksiyon Bağlı Silisyum Nitrür Seramiklerinde Sinterleme İlavesinin Mikroyapı ve Antibakteriyel Davranışa Etkisinin İncelenmesi
Abstract
Silisyum Nitrür (Si3N4) genellikle yüksek sıcaklık ve yapısal uygulamalarda tercih edilen, üstün özellikli bir oksit dışı seramiktir. Çok sert bir malzeme olmasının yanı sıra, çubuksu beta () tanelerin gelişimi ile seramik malzemeler içinde yüksek kabul edilebilecek tokluk değerleri elde etmek mümkün olabilmektedir. Bu özelliklerine ilave olarak biyo uyumluluğunun da anlaşılması ile birlikte özellikle, bu malzemenin biyoseramik olarak kullanım potansiyelini arttırmak amacıyla son on yılda yapılan çalışmaların sayısı da artmıştır. Bu çalışmada da reaksiyon bağlama tekniği ile, çevre biyolojik dokularla entegrasyon açısından avantajlı olan gözenekli Si3N4 seramiklerinin üretilmesi amaçlanmıştır. Sinterleme ilavesi olarak sisteme yapılan CaO, Y2O3 ve CeO2 katkılarının, elde edilen Si3N4 seramiklerin fiziksel ve mikroyapısal özelliklerine ve bunların sonucu olarak antibakteriyel davranışlarına etkileri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar CeO2’in hem E. coli hem de S. aureus açısından dezavantajlı bir sinterleme ilavesi olduğunu, Y2O3’in ise en avantajlı ilave olduğunu görülmüştür. CaO ilavesi yapılan sistem ise E. coli için düşük, S. aureus için yüksek oranda bakteri üremesi ile sonuçlanmıştır.
Keywords
Si3N4, Reaksiyon bağlama, Sinterleme ilavesi, Antibakteriyel özellik
Supporting Institution
TÜBİTAK
Project Number
2219
References
- Ahmed, W., Zhai, Z. & Gao C. (2019). Adaptive antibacterial biomaterial surfaces and their applications. Materials Today Bio Volume 2, 100017.
- Bock, R.M., McEntire, B.J., Bal, B.S., Rahaman, M.N., Boffelli, M. & Pezzotti, G. (2015). Surface modulation of silicon nitride ceramics for orthopaedic applications, Acta Biomaterialia 26, 318–330.
- Bodišová, K., Kašiarová, M., Domanická, M., Hnatko, M., Lenčéš, Z., Nováková, Z.V., Vojtaššák, J., Gromošová, S. & Šajgalík P. (2013). Porous silicon nitride ceramics designed for bone substitute applications. Ceramics International, Volume 39, Issue 7, 8355-8362.
- Collins, J.F. & Gerby, R.W. (1955). New Refractory Uses for Silicon Nitride, Reported Journals of Met., 7, 612-615.
- Deeley, G.G, Herbert, J.M. & Moore, N.C. (1961). Dense Silicon Nitride. Powder Metall., 8, 145-151.
- Gazzara, C.P. & Messier, D.R. (1977). Determination of phase content of Si3N4 by X-ray diffraction analysis. Am. Ceram. Soc. Bull., 56(9), 777-780.
- Gorth, D.J., Puckett, S., Ercan, B., Webster, T.J., Rahaman, M. & Bal, B.S. (2012). Decreased bacteria activity on Si3N4 surfaces compared with PEEK or titanium. International Journal of Nanomedicine, 7, 4829-40.
- Guedes e Silva, C.C., Higa, O.Z. & Bressiani, J.C. (2004). Cytotoxic evaluation of silicon nitride-based ceramics. Materials Science and Engineering: C, 24(5), 643-646.
- Guoa, W.M., Wu, L.X., Ma, T., You, Y. & Lin, H.T. (2016). Rapid fabrication of Si3N4 ceramics by reaction-bonding and pressureless sintering. J. Eur. Ceram. Soc., 36, 3919-3924.
- Hampshire, S. (2007). Silicon nitride ceramics–review of structure, processing and properties. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, Vol. 24, 1, 43-50.