STENTİN MİKROYAPI ANALİZİ VE METALİK BİYOMALZEMELERİN

KOROZYONU

Hazırlayan: Gökhan Gökkurt1050201030

Biyomalzemeler, insan vücudundaki canlı dokuların işlevlerini yerine getirmek, iskelet sistemini onarmak ya da desteklemek amacıyla kullanılan doğal ya da sentetik malzemeler olup, sürekli olarak veya belli aralıklarla vücut akışkanlarıyla temas ederler.

Metalik implant olarak biyomalzemeuygulamasının, 16. yüzyıl ortalarında çatlak damak tedavisi için, altın plaka kullanımı ile

başladığı sanılmaktadır. Demir, altın, gümüş, kurşun, bronz, karbon, çelik ve

platin gibi metaller 19. yüzyılın başlarında çatlak kemiklerin tedavisi için, çivi ve tel

halinde kullanılmaya başlanmıştır. Günümüzde kullanılan biyomalzemelermetalik, polimer, seramik ve kompozit

malzeme olarak gruplandırılabilir.

Özellikler Biyomalzemelerle ilişkisi

Mekanik Yüke bağlıdır

Akma ve çekme gerilmesi Önemli

Kopma gerilmesi Önemli

Kopma uzaması Önemli

Kesit daralması Önemli

Kırılma tokluğu Önemli

Yorulma dayanımı Çok önemli

Elastiklik modülü Çok önemli

Sürünme dayanımı Yalnız polimerler için önemli

Mikroyapısı Önemli

Aşınma dayanımı Çok önemli

Yoğunluk Ortopedik uygulamalarda önemli

Kararlı olması(Alerjik, olmaması) Çok önemli

Elektriksel direnci Kalp atışını düzenleyen cihazda önemli

Magnetikliği NMR spektroskopisindeki problarda

Isıl genleşmesi Kemik bağlayıcıları ve kompozitlerde

Korozyon direnci Çok önemli

Anjiyo işlemi Kalp damarlarında görülen darlık ve tıkanıklıkların

açılması ve dolayısı ile kalbin gereksinimi olan kan akımının rahat sağlanması amacıyla darlık bölgesinin mekanik olarak genişletilmesidir. Balon ile koroner damarlardaki darlıklar genişletildikten sonra, aynı bölgede sık olarak tekrar daralma (recoil) gerçekleşir veya damar duvarının iç yüzünde küçük bir yırtıktan (diseksiyon) dolayı damarın tam tıkanması ve buna bağlı problemler sıklıkla oluşur.

Bunun üstesinden gelmek için damar duvarına mekanik olarak destek olan ağ şeklinde çelik kafesler (stent) geliştirilmiştir. Günümüzde koroner stentler, çok sık olarak balon ile genişletme sonrasında veya direk olarak yaygın olarak kullanılmaktadır.

Köşeli şekillerde kesilmiş stentin görünüşü

Balonla şişirilebilen tip stetin damariçine yerleştirilmesi.

Balonla şişirilen tip stentin içindenbalonun çekilip, stentin damariçinde bırakılması.

Lazerle kesilmiş bir stentin görünüşü.

Yılankavi şeklinde kesilmiş stentin görünüşü.

Isıl işlem görmüş 316L ve L605Stent borularının karşılaştırmalıçekme testi. Numuneler, %30gerinme oluşacak kadar çekilmişve daha sonra geri yaylandığınıgöstermek için yük kaldırılmıştır.Numuneler sonradan tekraryüklenmiş ve kopana kadarçekilmiştir.

Isıl işlem görmüş 316L ve L605 stent borularındaki çekme testi sonuçlarının karşılaştırılması.

316L L605

Rp :0.2% akma dayanımı (MPa) 366 629

%30R: %30 Gerinimdeki Gerilme(MPa) 655 1089

Rm : Maksimum Çekme Dayanımı (MPa) 675 1147

Delta E: %30 Gerinmeden sonra geri yaylanması 0.34 0.45

Sünek yükleme eğimi (MPa / % Gerinim) 9.63 15.35

Uzama (%) 43 46

Azotla atomize edilmiş 316L paslanmaz çelik tozlarının tarama elektronmikroskobundaki 150X büyültmedeki görüntüsü.

Yetersiz sinterlenmiş 316L’nin kesit görünüşü.

(a)

(b)

115ºC’de hidrojenli ortamdasinterlenen 316L tipi paslanmazçeliğin mikroyapısı.(a) %0,015 C’lu,(b) %0,11 C’ludur vetane sınırlarında kromkarbür çökeltilergörülmektedir.

Stentlerin Elektrokimyasal olarak parlatılması

Paklanmış Ni-Ti ince numunenin yüzey morfolojisi

Elektrokimyasal olarak parlatılmış Ni-Ti stentin alt yüzey görüntüsü.

Elektrokimyasal olarak parlatılmış Ni-Ti ince numunenin yüzey görüntüsü.

Gereğinden fazla parlatılmış Ni-Ti stentin mikroyapı görüntüsü.

Stent Yüzeyinin Altınla Kaplanması

(a ve b)Altın kaplanmış NIR stent yüzeyinin SEM’deki görüntüsü. (c ve d) ısıl işlemden sonra, (a ve c) 350X büyültme, (b ve d) 1500X büyültmedeki görüntüdür.

METALİK BİYOMALZEMERDE KOROZYON

Metalik parçacıklar aşağıdaki mekanizmalarla implantlardan ayrılabilirler:

• Genel korozyon• Galvanik korozyon• Taneler arası korozyon• Yüksek korozyon direncine sahip implant malzemelerinin pasif

filminin muhafazası• Yorulmayla, gerilme korozyonunun birleşmesi• Korozyon yorulması• Aralık korozyonu• Aşınma korozyonu• Aşınma• Sürtünme

İmplant yapılabilen paslanmaz çelik parçanın kesit görüntüsünde 37ºC’dekiRinger çözeltisinde oyuklanma korozyonunun büyümesiyle alaşımın

bozulması görülüyor.

Oyuklanma Korozyonu:

30 gün Ringer çözeltisine daldırılan protez dişin uğradığı taneler arası korozyon görülmektedir.

Taneler Arası Korozyonu:

Yerleşme yeriyle kırık bölgenin temas yerindeki ortopedik vidada oluşan aralık korozyonunun görüntüsü.

Aralık Korozyonu:

Gerilmeli Korozyon Çatlaması:

Paslanmaz çelikten imal edilmiş kalça protezinde meydana gelen gerilmeli korozyon çatlaması.

Paslanmaz çelikten yapılmış kalça içindeki çivinin uğradığı korozyonlu yorulmanın mikroyapısı görüntüsü.

Aşınma Korozyonu:

ASTM F75 Co-Cr-Mo döküm alaşımlarından üretilmiş kırık kalça protezleri.(a) Kalça protezinin radyografisi. Okun işaret ettiği bölgede, protez steminde malzemeçözülmesinin ve kaybının olduğu yer görülmektedir. (b) Kırılmış protez stemi.Ok, malzeme kaybının olduğu, aşınmış stem ucunu göstermektedir.(c) Stemin ucundaki aşınma.

Birbirine temas eden 316LR tipi paslanmaz çelikten üretilmiş kemik plakasının vida deliği ileBuna uygun vida başı arasında oluşan sürtünmeden kaynaklıaşınma ve aşınma korozyonu.

(a) 15X büyültmede görünen sürtünen plaka deliğinin üstten görünümü ve oyuklanma korozyonu saldırısı

(b) 355X büyültmede temas yüzeyinin çevresinden itibaren oyuklanma korozyonunun görünümü.

Beni dinlediğiniz için teşekkür ederim.