β Tipi Ti Alaşımlarının Özellikleri Üzerine Bir Derleme: Mikroyapı, Mekanik, Korozyon Özellikleri ve Üretim Yöntemleri

Abstract

Biyomedikal malzeme endüstrisi, insanların hayat kalitesini ve buna bağlı aktivitelerini sürdürebilmeleri amacıyla dünya çapında gelişmeye devam etmektedir. Yaşlı nüfus ve refah seviyesinin artış göstermesi biyomedikal malzeme sektörünün hızlı bir şekilde büyümesini sağlayan başlıca sebepler arasındadır. Vücut içerisinde implantasyonun yapılacağı bölgenin özelliklerine göre tercih edilen malzeme grubu değişmektedir. Bu malzemeler arasında metalik biyomalzemeler üstün mekanik özelliklerinden dolayı yüksek kullanım oranına sahiptir. Polimer esaslı, seramik esaslı ve kompozit biyomalzemelerde olduğu gibi metalik biyomalzemelerin de konak canlıda oluşturduğu problemler birçok etkene bağlıdır. Oluşan sorunlara karşı yapılan çalışmalar ve gelişen teknoloji ile birlikte günümüzde yenilikçi çözümler üretilmektedir. Metalik biyomalzemeler sahip oldukları yüksek elastisite modülü ile biyomekanik uyumsuzluğa sebep olurken, içerdikleri alaşım element iyonlarının toksik etki oluşturması sonucunda biyouyumluluğu tehlikeye atmaktadırlar. Bundan dolayı derleme doğrultusunda temelde yaşanan iki probleme karşı geliştirilen, biyouyumluluğu yüksek elementlerle alaşımlanan ve faz yapısı sayesinde düşük elastisite modülüne sahip olan β tipi Ti alaşımlarının özellikleri incelenmiştir. Bununla birlikte, β tipi Ti alaşımlarının üretim yöntemlerinin alaşım üzerindeki etkileri üzerinde durulmuş bu noktada toz metalürjisi teknolojisi ile geliştirilen alaşımların verimliliği araştırılmıştır.

Biocompatibility and Corrosion of Microplasma-Sprayed Titanium and Tantalum Coatings versus Titanium Alloy

“…It has been found that allergic, poisonous, or carcinogenic ions are released into the body due to corrosion. These metal ions interacting with the tissue induce severe responses, threatening the patient's life and causing revision surgery and implant loosening [8,9]. Therefore, in creating biomaterials, numerous studies must be performed to understand their electrochemical characteristics.…”

“…The failure rate of titanium alloy implants is very low, with more than 89% of titanium alloy implants lasting more than 10 years [2,6,10]. The high corrosion resistance of titanium implants subjected to localized corrosion in the human body is ensured by the formation of oxide films [8], which contribute to the successful osseointegration of titanium implants in areas of compromised bones, as shown by clinical experience [10]. It should be noted that the corrosion resistance properties and biocompatibility of unalloyed titanium are higher than those of its alloys [7].…”

Yüzeyinde mikrodeformasyon alanları oluşturulan 316L paslanmaz çeliğin biyomimetik olarak kaplanması

“…Günümüzde yaygın olarak kullanılan bir biyomalzeme türü olan metalik biyomalzemeler, sahip oldukları güçlü metalik bağ yapıları ve kristal yapıları sayesinde gösterdikleri üstün mekanik özellikler ile öne çıkmaktadır [5]. Yaygın olarak kullanılan metalik biyomalzemeler arasında paslanmaz çelik (316L), CoCrM-CoNiCrMo, Ti-6Al-4V, Ni-Ti alaşımları ile Titanyum gibi metaller bulunmaktadır [6,7]. Metalik biyomalzemeler eklem protezi, ortopedik implant ve diş implantı olarak, kalp damar cerrahisinde yapay kalp kasları ile kalp kapakçıkları ve kafatasında damar bağlantıları gibi uygulamalarda kullanılmaktadırlar [6,7].…”

“…Yaygın olarak kullanılan metalik biyomalzemeler arasında paslanmaz çelik (316L), CoCrM-CoNiCrMo, Ti-6Al-4V, Ni-Ti alaşımları ile Titanyum gibi metaller bulunmaktadır [6,7]. Metalik biyomalzemeler eklem protezi, ortopedik implant ve diş implantı olarak, kalp damar cerrahisinde yapay kalp kasları ile kalp kapakçıkları ve kafatasında damar bağlantıları gibi uygulamalarda kullanılmaktadırlar [6,7]. Bu gibi uygulamalarda tercih edilmelerine neden olan yüksek mukavemet, aşınma ve yorulma direnci gibi mekanik avantajlarına rağmen yüksek yoğunluk, korozyon ve dokulara göre sert olmaları sebebiyle ortaya çıkabilecek elastik uyumsuzluk gibi dezavantajları biyouyumluluklarının geliştirilmesini zorunlu kılmaktadır [8,9].…”