Ανάπτυξη κατάλληλης δομής ζιρκονίας για χρήση ως οδοντικό εμφύτευμα

Καραγιάννης, Παναγιώτης - Θεόδωρος; Karagiannis, Panagiotis - Theodoros

dc.contributor.author	Καραγιάννης, Παναγιώτης - Θεόδωρος	el
dc.contributor.author	Karagiannis, Panagiotis - Theodoros	en
dc.date.accessioned	2017-06-23T12:04:32Z
dc.date.issued	2017-06-23
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/45099
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.14270
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ζιρκονία	el
dc.subject	Υδροξυαπατίτης	en
dc.subject	Επικαλύψεις	en
dc.subject	Κεραμικά	el
dc.subject	Βιοϋλικά	el
dc.title	Ανάπτυξη κατάλληλης δομής ζιρκονίας για χρήση ως οδοντικό εμφύτευμα	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Materials science and engineering	el
heal.dateAvailable	2018-06-22T21:00:00Z
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-03-27
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία περιλαμβάνει την παρασκευή δοκιμίων τετραγωνικής σταθεροποιημένης με ύττρια ζιρκονίας (Υ-ΤΖΡ), την επικάλυψή τους με αιωρήματα υδροξυαπατίτη/οξειδίου του πολυαιθυλενίου, και την αξιολόγηση της βιοενεργότητας των επικαλυμμένων δοκιμίων με την παραμονή τους σε Simulated body fluids (SBF). Η δομή Υ-TZP χρησιμοποιείται ευρέως στην επιστήμη των βιοϋλικών και πλέον της οδοντιατρικής, για την κατασκευή εμφυτευμάτων, γεφυρών, στεφανών και αξόνων. Η τεχνική επίστρωσης υδροξυαπατίτη σε μέταλλα και κεραμικά αποσκοπεί στη βελτίωση της βιολογικής συμπεριφοράς του τελικού βιοϋλικού και αποτελεί διαδεδομένη εφαρμογή στο χώρο της εμφυτευματολογίας. Στο πρώτο μέρος της παρούσας μελέτης πραγματοποιείται η ανάπτυξη δομής νανοσύνθετου κεραμικού Τετραγωνικής Ζιρκονίας σταθεροποιημένης με Ύττρια (Υ-ΤΖΡ). Η παραγωγική διαδικασία των νανοσύνθετων κεραμικών περιλαμβάνει την παραγωγή σύνθετης νανοκόνεως με τη μέθοδο της συγκαταβύθισης, υγρή ένσφαιρη λειοτρίβηση, μορφοποίηση της κόνεως με μονοαξονική συμπίεση και τέλος πυροσυσσωμάτωση. Σκοπός ήταν η παραγωγή νανοδομημένων κεραμικών δοκιμίων αποτελούμενων πλήρως από την τετραγωνική δομή της ζιρκονίας, με ομοιογενή μορφολογία και τη μέγιστη δυνατή πυκνότητα. Οι παρούσες κρυσταλλικές φάσεις στα δοκίμια Υ-ΤΖΡ μελετήθηκαν με Φασματοσκοπία Περίθλασης ακτίνων Χ (XRD). Η μορφολογία τους μελετήθηκε με τη χρήση ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης (SEM). Έτσι διερευνήθηκαν και τελικά ορίστηκαν οι βέλτιστες συνθήκες παραγωγής ως προς τις παραπάνω διεργασίες. Με τη χρήση κατάλληλης ποσότητας και είδους διασπορέα, ρύθμιση της ασκούμενης πίεσης κατά τη μορφοποίηση στη βέλτιστη τιμή, προσαρμογής του θερμικού κύκλου πυροσυσσωμάτωσης, και προσθήκης μικρής ποσότητας αλούμινας στο σύνθετο νανοκεραμικό, τελικό αποτέλεσμα ήταν η παραγωγή κεραμικών δοκιμίων ομοιογενούς τετραγωνικής δομής, με ποσοστό πορώδους 7% και μέσο μέγεθος κόκκων ⁓90 nm. Στο δεύτερο μέρος της εργασίας, στα παραγόμενα δοκίμια Υ-TZP πραγματοποιούνται επικαλύψεις με αιωρήματα νανο - υδροξυαπατίτη και αιωρήματα μιγμάτων νανο - υδροξυαπατίτη και οξειδίου του πολυαιθυλενίου (PEO). Το αιώρημα του νάνο-υδροξυαπατίτη προετοιμάστηκε με βιομιμητική μέθοδο, ανεπτυγμένη σε προηγούμενες μελέτες που διεξήχθησαν στο ίδιο εργαστήριο, και αναμείχθηκε σε μορφή σκόνης με αιωρήματα PEO. Σκοπός ήταν η ανάπτυξη μορφολογικά ομοιογενών επικαλύψεων, με ισχυρή πρόσφυση στο δοκίμιο Y-TZP. Για το λόγο αυτό μελετώνται και προσδιορίζονται οι βέλτιστες συνθήκες παραγωγής του υλικού επικάλυψης, αλλά και η επιρροή επιφανειακών κατεργασιών και διαφορετικών τρόπων ξήρανσης στην τελική ποιότητα της επικάλυψης. Η μορφολογία των επικαλύψεων εξετάστηκε με τη χρήση του SEM. Δοκίμια επικαλυμμένα με τις επικαλύψεις που παρουσίαζαν τις βέλτιστες ιδιότητες ομοιογένειας, πρόσφυσης και μορφολογίας εξετάστηκαν ως προς τη βιοενεργότητα με την παραμονή τους για 1, 3, 5 και 7 ημέρες σε SBF. Οι επιφάνειες των δοκιμίων μελετήθηκαν με χρήση του SEM, όπου και παρατηρήθηκε ανάπτυξη στρώματος φωσφορικών αλάτων, δείκτης υψηλής βιοενεργότητας του τελικού σύνθετου βιοϋλικού.	el
heal.abstract	Zirconia is gaining interest as a ceramic biomaterial due to its biocompatibility and superior mechanical properties compared to other oxide ceramics, a consequence of its unique transformation toughening mechanism. Zirconia ceramics are used in total hip replacement implants and dental crowns and implants. The aim of this present work, is the development and optimization of hybrid materials consisting of hydroxyapatite and Polyethylene oxide (PEO) and their use as coatings on Y-TZP zirconia discs, resulting on a composite biomaterial with enhanced bioactivity. The zirconia discs were prepared using yttria stabilized zirconia powders synthesized by co-precipitation. This powder was milled in a wet ball mill and then dried and formed into discs by uniaxial pressing. The discs were, finally, sintered using a 2-step sintering program. Τhe objective of this work was to produce dense, homogenous discs of purely tetragonal zirconia. The ceramic structure was evaluated by High Resolution Scanning Electron Microscope (SEM), whereas the phases present were examined by X ray diffraction analysis (XRD). The effect of dispersant type and amount, sintering hold time, the increase of uniaxial pressing compaction pressure and the addition of alumina on the final ceramic product were studied. Pure tetragonal zirconia ceramics were produced, consisting of nanosized grains with a mean size of 90 nm. The next step was the production of nano - hydroxyapatite suspensions prepared biomimetically in the presence of chitosan and L-arginine according to previous studies conducted in the same laboratory. Dried powder was received by centrifugation and drying. It was then mixed with PEO in different proportions forming suspensions with which the coatings were performed. In order to produce homogenous and well adhered coatings, various coating suspension proportions as well as different drying and chemical surface pretreatment methods were tested. The coating surfaces were examined by Scanning Electron Microscope (SEM). Furthermore, coated zirconia discs were immersed in simulated body fluids (SBF) to evaluate their bioactivity. Immersion in SBF for 1, 3, 5, 7 days, resulted in precipitation of phosphate salts, designating enhanced bioactivity for the final coated product.	en
heal.advisorName	Τσετσέκου, Αθηνά	el
heal.committeeMemberName	Πάνιας, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Τσετσέκου, Αθηνά	el
heal.committeeMemberName	Χαλικιά, Ηλιάνα	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλουργίας και Τεχνολογίας Υλικών. Εργαστήριο Μεταλλουργίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	251 σ.
heal.fullTextAvailability	true