Production and characterization of titanium - hydroxyapatite composites by powder metallurgy method

Kalça veya diz protezi gibi yük taşıma uygulamalarında kullanılacak malzemelerin, uygun mekanik özelliklere (kemiğe en yakın) ve yüksek biyokorozyon direncine sahip olması beklenir. Ayrıca, implantın vücuttan reddedilmesinin önlenmesi ve uzun ömürlü kullanım için biyomalzemenin, insan vücudunda herhangi bir alerjik veya iltihabik reaksiyona neden olmaması gerekir, ilave olarak, osseointegrasyon için implantın bitişik kemik ile entegre edilmesi istenir. Bu özellikleri sağlayan en uygun metalik implant malzemeleri Ti ve alaşımlarıdır. Kalsiyum fosfat bazlı biyoseramikler, özellikle HA, restoratif diş ve ortopedik implantlarda, benzersiz kimyasal kompozisyonları ve insan iskelet apatit sistemine benzer kristal yapıları nedeniyle, kemik replasman materyali olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. Ek olarak, HA benzersiz biyoaktif ve osseokondüktif özelliklere sahiptir. Ancak kırılganlığının ve zayıf mekanik özelliklerinin yük taşıma uygulamaları için engellerden biri olduğu iyi bilinmektedir. Buna karşılık, bazı metalik malzemenin, özellikle de titanyumun iyi mekanik özellikleri, yük taşıma uygulamalarına dayanabilmektedir. Öte yandan, biyouyumluluk kalsiyum fosfat esaslı biyoseramiklerle karşılaştırıldığında daha kötüdür. Ek olarak düşük yapışma kuvveti nedeniyle metal implantlar gevşeyebilir veya çevresindeki dokudan ayrılabilir. Biyoaktivite ve uygun mekanik özelliklerin iyi bir kombinasyonu yük taşıma uygulamaları için iyi tıbbi implantların üretilmesinde ümit verici bir yaklaşım olarak görülmektedir. Ti ve HA'nın yüksek mukavemet ve biyoaktif özellikler sağladığı Ti-HA biyokompoziti iyi bir örnektir. Bu çalışmada Ti'a %5-10-15 oranlarında HA ilave ederek toz metalurjisi yöntemiyle kompozit üretilmesi amaçlanmıştır.Anahtar kelimeler: Titanyum, Hidroksiapatit, Biyokompozit, Biyoseramik, Biyouyumluluk, Toz Metalurjisi. Materials to be used in load bearing applications, such as hip or knee prostheses, are expected to have appropriate mechanical properties (closest to the bone) and high biocorrosion resistance. Furthermore, for prevention of rejection of the implant from the body and for prolonged use, the biomaterial should not cause any allergic or inflammatory reaction in the human body. In addition, it is desirable that the implant be integrated with the adjacent bone for osseointegration. The most suitable metallic implant materials providing these properties are Ti and its alloys.Calcium phosphate based bioceramics, especially HA, have been widely used as bone replacement material in restorative dental and orthopedic implants, due to their unique chemical composition and crystal structure that is similar to the human skeletal apatite system. In addition, HA possesses unique bioactive and osseoconductive properties. However, it is well known that its brittleness and weak mechanical properties is one of the obstacles for load-bearing applications. On the other hand, its biocompatibility is worse when compared to that of calcium phosphate based bioceramics. İn addition, metal implants may become loose or even separated from the surrounding tissue due to its low bonding strength.A good combination of the bioactivity and favorable mechanical properties are considered as a promising approach to fabricating good medical implants for load-bearing applications. A good example is the titanium-hydroxyapatite (Ti-HA) biocomposite, where Ti and HA provide the high strength and bioactive properties. In this study, it is aimed to produce composites using powder metallurgy method by adding hydroxyapatite to titanium.Keywords: Titanium, Hydroxyapatite, Biocomposite, Bioceramic, Biocompatibility, Powder Metallurgy. 56