BİYOMEDİKAL İMPLANT TEKNOLOJİSİ

İ. Ü. METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 2015 BİYOMEDİKAL İMPLANT TEKNOLOJİSİ Doç. Dr. İlven MUTLU imutlu@istanbul.edu.tr Giriş. Metaller (Ti, Paslanmaz Ç., Co, Mg, Şekil-bellek) Polimerler, Seramikler. Gözenekli Malzemeler. ARASINAV (%40) İmplant Üretim Yöntemleri, Hızlı Prototipleme Yüzey İşlemler, Sterilizasyon Sert Doku İmplantları. Yumuşak Doku İmplantları. İmplantların Korozyonu ve Mekanik Özellikleri. Biyouyumluluk Testleri. Yapay Vücut Sıvıları. Doku Mühendisliği, Yapıİskelesi %10 Kısa Sınav

GİRİŞ BİYOMALZEMELER Biyomalzemeler vücudun, kemik, eklem, diş gibi kısımlarının hastalıklı bölgelerinin yenilenmesinde/onarımında, dokuların işlevlerini yerine getirmek/desteklemek için kullanılan cansız malzemelerdir. Vücutta bozulmamalı ve hasara neden olmamaları gerekir.

İmplant İmplant, vücut içine veya yüzeyine, kaybedilen organ veya dokuların yerine yerleştirilen, biyomalzemeler kullanılarak üretilmiş cihaz/alet (yapay organ/doku!!!). Biyomalzeme Bilimi Malzeme Sentez ve Seçimi Müh. Malzeme Mekanik/ Korozyon Testleri Müh. Malzeme Proses Seçimi ve Üretim Müh. Malzeme

İmplantlar Kalıcı veya Geçici Olabilir!!! Stentler, kalp kapakçıkları, kalça implantları vb. KALICIDIR, Kırık kemik tamirinde kullanılan plakalar, diş telleri vb. Geçicidir. Kalp kapakçığı Kalça implantı Plaka Diş teli Prostetiktir implantlar, eksik vücut parçasını yerine görev yapar (Örn. diz, kalça implantları). Bazı implantlar ise vücut fonsiyonlarına yardım eder veya organlara destek sağlar (Örn. lens, stent). Diz İmplantı Stent

Protez Eksik vücut uzuvlarını taklit eden aygıt. Hasarlı organ çıkartılır, organın fonksiyon ve şeklini taklit eden protezler organdan geriye kalan boşluğa takılır. Protezler uygulandıkları bölgeye göre adlandırılır (diş protezleri, bacak protezleri). Ortez Vücutta herhangi bir organ kaybının olmadığı, fizyolojik yada mekanik durumunda bozukluğun olduğu durumda kullanılır.

Biyomalzemelerin Dokularla Etkileşimi Canlıya yerleştirilen malzemeler, dokudan tepki alırlar. Bu tepki doku-implant ara yüzeyinde oluşur. 4 tür doku cevabı vardır: A. TOKSİK malzemenin çevresindeki doku ölür. B. BİYOUYUMLU malzemenin çevresindeki doku ölmez. Malzeme toksik değil ve BİYOİNERT ise, arada değişik kalınlıklarda fibröz doku oluşumu gerçekleşir. Malzeme toksik değil ve BİYOAKTİF ise, doku-implant ara-yüzeyinde bağlanma gerçekleşir. Malzeme toksik değil fakat BİYOÇÖZÜNÜR ise, çevresindeki doku, implantın yerini alır. Biyouyumluluk Canlı dokularla temasta olan malzemenin toksisite, alerji, pıhtı, iltihap, karsinojenik etki gibi istenmeyen etki yapmaması, uygun doku cevabı oluşturmasıdır. Biyouyumluluk yapısal ve yüzeysel olarak 2 ye ayrılır. Yüzey uyumluluğu, dokulara fiziksel, kimyasal ve biyolojik uygunluğu, Yapısal uyumluluk malzemenin dokuların mekanik davranışına uyumudur.

Toksisite (Biyouyumsuzluk) Vücuda yerleştirilen bir malzeme lokal ve sistemik etkiye sebep olabilir. Bu etkiler, malzemeden salınan elementler ve bunlara karşı gelişen biyolojik cevaptır. Sistemik toksisite, toksik maddenin kan dolaşımına girmesini takiben oluşur. Toksisite ölçütü LD50 değeri ile belirlenir. LD50 değeri bir defasında verildiğinde hayvanların % 50 sini öldüren dozdur. Biyoinert Malzemeler Dokuda herhangi bir tepkiye sebep olmayan malzemelerdir. Malzemenin, vücutla temas etmesi olumlu veya olumsuz bir değişiklik meydana getirmez. Bu tip maddelere yüzeyde kalan kanın pıhtılaşmaması için gerek duyulmuştur. Biyoinert malzemeler hemouyumlu malzemeler olarak da adlandırılırlar. Doku ile arasında bağlanma olmaz!!! BİYOTOLERANTLIK: Biyomalzeme ile doku arasında istenmeyen ancak vücut tarafından tolere edilebilecek bir etkileşim olur. İmplant-Doku arasında fibroz bir doku oluşur.

Biyoinert Malzemeler Metaller biyo-inert olduğu için vücuda kimyasal veya biyolojik olarak bağlanamazlar. Fakat gözenekli veya pürüzlü yapılarak mekanik olarak vücuda tutunmaları sağlanır. Biyoaktiflik Tüm biyoaktif malzemeler, biyolojik tepki ve komşu dokularla ara-yüzey (bağlanma) oluşturur. Yapay vücut sıvısı ortamında bir süre bekletilen biyoaktif malzemelerin yüzeyinde kemik benzeri yapılar oluşur.

Biyobozunurluk (Biyoçözünürlük) Vücut içinde zamanla parçalanabilen (çözünen) maddedir. Biyobozunur malzemeler çözünerek, zamanla biyolojik dokularla yer değiştirirler. Biyouyumsuz Malzemeler Toksik Etki Biyomalzemeler (Biyo-uyumluluk) Biyoinert Biyoaktif Biyobozunur Ni V Al Metaller - Titanyum - Paslanmaz çelikler - Kobalt Çoğu Biyo Seramikler Biyoaktif cam Biyo cam-seramikler Bazı Polimerler - PLA, PGA Bazı Seramikler - TCP Cu Hg Bazı Seramikler - Alumina - Zirkonya - Karbon Magnezyum

Biyomalzeme - Vücut Etkileşimi Biyomalzeme - Hücre Etkileşimi

Tarihsel Süreç

Modern İmplantlar Diz İmplantı Metal / Seramik / Polimer El İmplantı Metal / Seramik / Polimer Toplam Kalça İmplantı Metal / Seramik / Polimer

Omuz İmplantı Metal / Seramik / Polimer Spinalİmplant Paslanmaz çelik, Titanyum Vidalar Paslanmaz çelik, Titanyum Çiviler Paslanmaz çelik, Titanyum Plakalar Paslanmaz çelik, Titanyum

Diş İmplantı Titanyum / HA Diş Telleri (Şekil Bellekli Ti-Ni) Stent Şekil-Bellekli Ni-Ti Alaşımı Polimer damar

Kalp Kapakçığı Teflon/Ti çerçeve, Karbon kapak Kontak Lens PMMA, PC, Hidrojel Orbitalİmplantlar HA ve PE

Kalp Cihazları / Pilleri Dünyada 1 Yıllık İmplant Rakamları Kateter (tüp) 300.000.000 Kontakt lens 75.000.000 Göziçi lens 7.000.000 Stent 2.000.000 Kalça ve diz protezleri 1.000.000 Dental implant 500.000 Yapay damar 400.000 Kalp kapakçığı 200.000

Fonksiyonlarına Göre İmplantlar Yük taşıma veya iletim (Sert Doku İmplantları) Yapay eklem Kırık sabitleme plakası Akışkan kontrolü (Yumuşak Doku İmplantları) Damar Stentleri Kalp kapakçıkları Pasif dolgu Kemik Çimentosu Elektrik uyarımı oluşturma, ışık veya ses iletimi Elektrotlar Biyoçipler / Biyosensörler İmplantlar Sert Doku İmplantları (Diş/Kemik) Kalça implantı, Diz implantı Omuz implantı, Dirsek implantı Spinal uygulamalar Plakalar, Çiviler, Vidalar Dental implantlar Yumuşak Doku İmplantları Lens Kalp kapakçığı Stent Yapay damar

İmplantların Ticari Sınıflandırılması ARTROPLASTİ GRUBU Kalça, Diz, Omuz, Dirsek TRAVMA GRUBU Plak, Vida, Kilitli Çiviler, Çiviler, Fiksatörler TÜMÖR REZEKSİYON GRUBU TMTS, HBRS VERTEBRA GRUBU Anterior-Posterior Tespit, Crevical Plate, Cage SPİNAL UYGULAMALAR KİŞİYE ÖZEL İMPLANT MALZEMELERİ

İmplant Malzemelerinin Taşıması Gereken Özellikler!!!!!!! Biyouyumluluk, toksik madde oluşturmamalı, alerjiye yol açmamalı. Mukavemet, süneklik, yorulma dayanımı, elastisite modülü yeterli (kemiğe yakın) olmalıdır. Korozyona dayanmalı. Kendisi de korozif olmamalı. Aşınma artıkları, tehlikelere yol açabileceğinden, aşınma davranışları yeterli olmalı. Kemiğe tutunma yüzeyi oluşturabilen, vücut sıvılarının dolaşımına engel olmayan, açık gözenekli yüzey. Manyetik alanlardan etkilenmeme ve Radyografik olarak görüntülenebilmeli. Hafiflik (düşük yoğunluk, gözeneklilik). Seri üretime uygun olmalıdır. İmplant Malzemelerinin Sınıflandırılması 1 - Metalik Malzemeler Paslanmaz Çelikler (316L, 304, 17-4 PH) Titanyum alaşımları (Saf Ti, Ti-6Al-4V, TNTZ) Kobalt alaşımları (Co-Cr-Mo) Mg, Altın, Pt, Amalgam, Ni-Ti (Şekil Bellek), Ta, Nb 2 - Seramik Malzemeler Alümina / Zirkonya (Biyoinert) HAP / TCP (Biyoaktif / Biyobozunur) Biyocam, Biyoaktif Cam-Seramikler (Biyoaktif) Pirolitik Karbon (Biyoinert) Metalik Camlar (BMG) 3 - Polimer Malzemeler PMMA, PVA, PLA, PGL, PTFE, PE, PU, PVC, Silikon, UHMWPE, PP 4 - Doğal Malzemeler / 5 - Biyo-kompozitler

Avantaj Dezavantaj Kullanım Alanı Metaller Dayanıklı, sünek, şekillendirilebilir Yüksek yoğunluk, korozyona elverişli, metal salınımı, yüksek sertlik, düşük biyouyum Eklem protezi, vida, diş implantı, kemik plakası Polimerler Üretimi ve işlenmesi kolay, biyobozunur Düşük mekanik özellikler, sterilizasyonu zor Dikiş, kan damarı, yumuşak dokular, kalça protez soketi Seramikler biyoinert, yüksek biyouyum, basma direnci, korozyon dayanımı Kırılgan, işleme ve üretimi zor Kalça protez kafası, implant kaplaması Kompozitler Dayanıklı, özel tasarım Üretimi ve işlenmesi zor Eklem implantları, kalp kapağı Elastisite Modülü (GPa) Çekme Mukavemeti (MPa) Yoğunluk (g/cm3) Ti-6Al-4V 114 1000-1170 4,4 Co-Cr-Mo 210 500-950 8,3 316L (paslanmaz çelik) 193 500-650 7,8 Alümina (Al2O3) 420 280-650 3,98 Zirkonya (ZrO2) 210 1050-1500 5,7-6,0 Hidroksiapatit 10 40 Yoğun kemik 3,8-12 80-115 1,7-2,1 Sünger kemik 0,2-0,5 10-20 UHMW PE 0,69 40 0,20

İmplant Gevşemesi (Stress Shielding) İmplant/Kemik Elastisite modülü farkı İmplant/Kemik Sertlik farkı Mekanik bağlanamama Hatalı Biyomekanik/Statik dizayn Gevşeme bölgesi METALİK İMPLANT MALZEMELERİ

Metaller AVANTAJLAR Yeterli Korozyon Direnci Aşınma direnci Yüksek Mukavemet ve yorulma direnci, Süneklik Yeterli biyouyumluluk Sterilizasyonu kolay Ekonomik, üretimi kolay DEZAVANTAJLAR Yüksek elastisite modülü (kemikle uyumsuz) Korozyona duyarlı Vücut sıvılarına metal iyon salınması Alerji (Ni), hassasiyet, toksik etki Radyografik inceleme zor Yüksek yoğunluk AVANTAJ DEZAVANTAJ Kullanım Alanı Paslanmaz Çelikler Nispeten daha ucuz Yüksek elastisite modülü Nispeten yüksek yoğunluk Ni salınımı Vidalar Plaklar, Stent Kalça protezi Dental implantlar Titanyum Alaşımları Düşük yoğunluk Düşük elastisite modülü Yüksek korozyon direnci (F li ortam hariç!!!) Düşük ısı iletimi Yüksek osseointegrasyon (TiO 2 ) Pahalı Düşük aşınma direnci Üretimi zor (oksitlenir) Dental implant, diş teli, stentler, kalça protezi Kobalt Alaşımları Yüksek aşınma direnci Yüksek yoğunluk Yüksek elastisite modülü Orta derecede pahalı Kalp kapakçığı Kalça protezi Dental implant

TİTANYUM ALAŞIMLARI

Titanyum, Ti

Titanyum Üretimi!!! Doğada Al, Fe ve Mg den sonra en bol bulunan metaldir, fakat üretiminin zor olması fiyatını arttırır. 1) Ti Üretimi - (Kroll Prosesi) Ti cevheri (TiO 2 ), Kok (C) ve Klor gazı reaktörde muamele edilir ve TiCl 4 gazı elde edilir. TiCl 4 gazı sıvılaştırılıp, Mg (indirgeyici) içinden geçirilip sünger Ti elde edilir. 2) Ergitme (ESR, VAR, EBM) Titanyum Üretimi 3) Döküm Vakum (Hassas Döküm, Vakum Döküm) Grafit, Su Soğutmalı Cu kalıp 4) Şekillendirme (Ekstrüzyon, Haddeleme, SPF) 5) Isıl işlem

Titanyumun Toz Metalurjisi O 2, ve H 2 ye karşı çok reaktif olduğundan toz metalurji ile üretimi zordur. Özel atmosfer (Ar veya vakum), iri tane boyutu ve sıcak presleme gerektirir. Ti tozlarının üretiminin zor olması maliyeti arttırır. 1100-1250 C de sinterlenir. Sıvı Ti Atomizasyon Soğutucu Gaz Ti Parçacıkları Toz Ti

Titanyum Alaşımları Çok reaktif olduğundan üretimi maliyetlidir. Ti yüzeyinde oluşan pasif TiO 2, korozyonuna karşı koruma ve biyouyumluluk kazandırmaktadır. Düşük iletkenlik, düşük genleşme, düşük yoğunluk ve yüksek mukavemete sahiptir. Manyetik Değildir. Ti, 882 C de faz dönüşümü geçirir. HSP α-ti, HMKβ-Ti ye dönüşür. 882 C Titanyum alaşımları mikroyapılarına göre; Alaşımlandırılmamış Ti (Cp-Ti) α-ti alaşımları Yaklaşık-αTi alaşımları α +β Ti alaşımları β-ti alaşımları olarak sınıflandırılır.

Alaşım elementleri, dönüşüm sıcaklığına olan etkilerine göre; O, N, C ve Al, α -kararlılaştırıcılardır. Cu, V, Nb, Ta, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Mo ve H, β-kararlılaştırıcı. Sn ve Zr nötr elementlerdir. Titanyum Alaşımları

Titanyum Alaşımları Alaşımlandırılmamış Titanyum (cp-ti) Yüksek dayanım ve düşük ağırlığın istendiği yüksek sıcaklıkta kullanılmaya uygundur. Ticari saf Ti (Cp-Ti) olarak da bilinen grup ASTM Grade 1, 2, 3, 4 ve 7 olmak üzere 5 sınıftan oluşmaktadır. Grade 1 den 4 e doğru saflık (Oksijen miktarı artar) azalmaktadır. Yüksek saflıkta Ti % 99.99 içerir.!!! İmplant üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. α-titanyum Alaşımları Titanyum Alaşımları Grubun birincil alaşım elementleri O ve Fe dir. Kullanım alanları yüksek korozif ortamlar veya düşük sıcaklıklardaki uygulamalardır. Kaynaklanabilirlikleri mükemmeldir.!!! İmplant uygulamalarında kullanılmaz

Titanyum Alaşımları Yaklaşık-α Titanyum Alaşımları Bu gruptaki alaşımlar, α-kararlaştırıcı Al ve Sn gibi elementlerinin yanında, düşük oranda β-kararlaştırıcı Mo ve V içermektedir. Oda sıcaklığında yapıları alfa-fazının yanında çok az beta-fazını içermektedir. Yüksek sıcaklık alaşımıdır. α-β Titanyum Alaşımları Titanyum Alaşımları α ve β fazları birlikte görülür. Yaklaşık alfa alaşım grubuna göre daha yüksek dayanım, iyi şekillendirilebilirlik gösterir. En çok kullanılan alaşım grubudur. Isıl işlemle sertleştirilebilirler. Ti-6Al-4V ve Ti-6Al-2S başlıca alaşımlardır.!!! İmplant amaçlı kullanıma uygundur.

Titanyum Alaşımları β-titanyum Alaşımları (Kararsız β-ti Alaşımları) Yüksek β-kararlaştırıcı elementlerin oranı nedeni ile yüksek sertleştirilebilirliğe sahiptir. β alaşımları ısıl işleme tabi tutulabilirler ve soğuk haddeleme ile imal edilebilirler. Ti-Nb ve Ti-Nb-Ta-Zr bu gruptandır.!!! Dezavantajları, diğer gruplara göre yoğunluğu ve fiyatı biraz daha yüksek, bazı türlerinin korozyon özellikleri biraz daha düşüktür.!!! Elastisite modülleri diğer alaşımlardan düşük, kemiğe daha yakındır. İmplant yapımına uygundur. Ti nin ısı iletimi düşüktür, dişçilikte çok büyük avantaj!!!! X-ışınlarırnın soğurulması (attenuation) metalin atom numarasının dördüncü kuvveti ile orantılıdır. Ti nin atom numarası düşük (22) olduğu için, x-ışınları ile muayeneye müsaittir. Dişçilik için büyük avantaj!!!! Titanyum Alaşımları

Ti-6Al-4V Alaşımı (α-β tipi) Ti-6Al-4V; α+β alaşım grubundadır ve düşük yoğunluk, yüksek mukavemet, biyouyumluluk ve korozyon direnci özelliklerine sahiptir. Isıl işlemle sertleştirilebilir. Üretilen Ti alaşımlarının % 45 i Ti-6Al-4V alaşımıdır. Kullanım alanları, havacılık ve otomobil sanayi, disçilik ve protezler olarak sayılabilir. Al yoğunluğu düşürür, V ise β fazı oluşturur. Arayer alaşım elementlerinden O ve N, titanyumun mukavemetini arttırır.!!! Dezavantajı V elementinin alerjik etkisidir. Isıl İşlemler (Sertleştirme) Sertleştirme yapılabilmesi için faz dönüşümü gerekir. Isıl işlem α β dönüşümünden dolayı sadeceα+β veya kararsız β alaşımlarına uygulanabilir. β bölgesinden su vermeyle, martensitik dönüşümle mukavemet artar. Düşük alaşımlı Ti de, β bölgesinden su verme sonucu maksimum sertlik elde edilir. Yüksek alaşımlı Ti de, β bölgesinden su verme sonucu düşük sertlik elde edilir, sertlik artışı yaşlandırma ile elde edilir.

Alfa-Beta Alaşımlarının Isıl İşlemi Alfa-Beta Alaşımlarının Isıl İşlemi Alfa-beta tavlama bölgesinden su verme hızının mikroyapıya etkisi

Alfa-Beta Alaşımlarının Isıl İşlemi Alfa fazı morfolojisinin özelliklere etkisi Alfa-Beta Alaşımlarının Isıl İşlemi Su Verme Martenzitin Yüksek Sıcaklıkta Parçalanması

Beta Alaşımlarının Isıl İşlemi Metastabilβalaşımları sertleştirilebilirken, kararlıβalaşımları sertleştirilemez. Çoğu β alaşımı metastabildir. Su verme sonucu ya iri alfa plakalarından oluşan yapıya, yada yaşlandırma sonucu alfa çökeltilerinden oluşan mikroyapıya dönüşür. Uygun Alaşım Elementleri; Ta, Zr, Nb, Sn, Mo, Co, Hf

TiO 2 Ti yüzeyinde oluşan TiO 2, korozyonuna karşı koruma ve biyouyumluluk kazandırmaktadır. Anataz, Rutil ve Brokit, TiO 2 nin kristologrofik formlarıdır. Anataz (tetragonal) 350 C de elde edilir. 400-800 C arasında, tetragonal, kararlı Rutil oluşmaya başlar. Brokit çok yüksek sıcaklık ve basınçlarda elde edilir.

Termal Oksidasyon Ti alaşımları düşük aşınma özelliklerinden dolayı dezavantajlıdır. İnce oksit çok çabuk aşınır. Yüzeyde aşınma özelliklerini iyileştirici bir film oluşturmak için termal oksidasyon işlemi kullanılmaktadır. Termal oksidasyon; Ti yüzeyinde oksijence zengin kalın bir oksit tabakası oluşturan yüksek sıcaklık oksitleme işlemidir. Bu yöntemin kolaylığı nedeniyle Ti yüzey özelliklerinin iyileştirilmesinde yaygındır. Ti nin farklı oksitleri mevcuttur. En kararlı olanı TiO 2 dir. PASLANMAZ ÇELİKLER

Paslanmaz Çelikler Paslanmaz çelikler, en az % 12 Cr içerirler. Cr, oksijenle etkileştiğinde ince bir koruyucu pasif krom oksit tabakası oluşur. Paslanmaz çeliklerin korozyon direncinin yüksek olması, yüzeylerinin ince ve kararlı krom oksit (Cr 2 O 3 ) filmlerinin oluşmasından kaynaklanır. Polarizasyon Diyagramı (pasif bölgede koruyuculuk vardır) Pourbaix Diyagramı

Alaşım Elementlerinin Etkisi Açık γ-bölgesi Kapalı γ-bölgesi Ni, Mn, Co Cr, Mo, V, Ti, Si, Al (Östenit Yapıcı) (Ferrit Yapıcı) Genişlemiş γ-bölgesi Daralmış γ-bölgesi C, N B, Nb, Ta, Zr

Paslanmaz Çeliklerin Sınıflandırılması Ferritik (Fe-Cr) Martenzitik (Fe-Cr-C) Östenitik (Fe-Cr-Ni) Dupleks (Fe-Cr-Ni) Çökelme Sertlesmeli (PH) (Fe-Cr-Ni) - Martenzitik PH - Yarı Östenitik PH - Östenitik PH Ni, C, Co, Mn ve N ilavesi Östenit fazının kararlılığını arttırır, Cr, Si, Mo, Be, B ve Nb Ferrit fazının kararlılığını artırır. Paslanmaz Çelik Türleri

Ferritik Paslanmaz Çelikler % 11-28 Cr içerir. Ergime sıcaklığından oda sıcaklığına kadar HMK yapıdadır (ferrit). Manyetiktirler Östenitik paslanmaz çeliklerden yüksek akma dayanımı ve düşük sünekliğe sahiptirler. Korozyon direncinin gerekli olduğu uygulamalarda kullanılırlar. Östenitik paslanmaz çeliklerden ucuzdurlar (daha az Ni içerirler. En yaygın kullanılan 430 dur, diğerleri 444, 409 ve 430 dur. Biyomedikal uygulamalarda kullanılmazlar. Martenzitik Paslanmaz Çelikler Ferromanyetiktirler ve ısıl işlemle sertleştirilebilirler. Cr içerikleri % 11-18, C % 1,2 ye kadar çıkabilir. Cr ve C oranları martenzitik bir elde etmek için dengelenmiştir. En yaygın 410, 420, 431, 440 ve 416 dır. Mo, mekanik özellikleri ve tane sınırı korozyonuna karsı direnci arttırır. Korozyon özellikleri diğer türlerden düşüktür. Biyomedikal uygulamalarda kullanılmazlar.

Östenitik Paslanmaz Çelikler YMK sistemine (östenit) sahiptirler. Katı eriyikli ve dövmeyle mukavemetleri artırılabilir. Yüksek tokluğa sahiptirler. Östenitik paslanmaz çelikler, orta ve şiddetli korozif ortamlar için geliştirilmiştir. Korozyon direnci diğer türlerden üstündür. Yüksek sıcaklığa diğer türlerden daha dayanıklıdır. Manyetik değildirler. 300 serisi, % 8-20 Ni ve % 16-25 Cr içerir. 304, 310, 316, 317, 303, 302, 308 en sık kullanılanlardır. Üretilen paslanmaz çeliklerin %70 i östenitik grubudur. Biyomedikal implant uygulamalarında en çok kullanılan paslanmaz çelik grubudur (316L ve 304). Östenitik paslanmaz çelikler yüksek miktarda Ni içermektedir. Ni alerjik problemlere yol açar!!!! Dupleks (Çift Fazlı) Paslanmaz Çelikler Fe, Cr, Ni sistemine dayalı iki fazlı alaşımlardır. Mikroyapıda eşit oranda ferrit ve östenit bulundurur. % 20-30 Cr ve % 5-10 Ni içerirler. Üstün özellikleri; kırılma dayanımı, mukavemet ve korozyonu dayanımıdır. Asitler ve sudan kaynaklanan klora karşı direncin gerektiği orta dereceli sıcaklık alanlarında kullanılırlar.

Çökelme Sertleşmeli Paslanmaz Çelikler Cu, Al, Ti, Nb ve Mo gibi elementler kullanılarak çökelme sertleşmesi kabiliyeti kazanırlar. Martenzit başlama ve bitiş sıcaklıklarına göre üçe ayrılırlar; Martenzitik, Yarı Östenitik Östenitik Çökelme sertleşmesi (yaşlandırma) ısıl işlemi Çözeltiye alma Su verme Yaşlandırma - Doğal (oda sıcaklığında) - Suni (450-550 C) Çökelme Sertleşmeli (PH) Paslanmaz Çelikler Martensitik 17-4 PH çelikler, havada soğutmayla martenzite dönüşür. Oda sıcaklığının üzerinde bir Mf sıcaklığına sahiptir. Oda sıcaklığında martensitiktirler. Sertleşme, yaşlandırma sonucunda elde edilir. Yarı-Östenitik 17-7 PH, oda sıcaklığından düşük Ms sıcaklığına sahiptirler. Isıl işlem sıcaklığından soğutulduklarında sünektirler. Şekillendirme sonrasında martenzite dönüşüm, alaşım elementlerinin çökelmesi sonucu Ms ve Mf sıcaklıklarının artmasıyla elde edilir. Östenitik 17-10 PH çelikleri.

17-4 PH Martensitik Çökelme Sertleşmeli Paslanmaz Çeliği Biyomedikal uygulamalarda kullanılmaktadır. 316L paslanmaz çeliğinden sonra en çok kullanılan paslanmaz çelik alaşımıdır. Korozyon direnci 316 dan bir miktar düşük olmasına rağmen, mekanik özellikleri daha yüksektir (yaşlandırıldığında). Diğer bir avantajı, 316 da bulunan % 10-12 Ni ye karşı, 17-4 PH da Ni oranı daha düşüktür. İmplantlarda Ni alerjik etkisinden dolayı istenmemektedir. Kimyasal Bileşim (ağırlıkça %) C Cr Ni Cu Nb Mo Si Mn Fe 0.04-0.07 15-17 3-5 3-5 0.15-0.45 0.5-1 <1 <1 Kalan 17-4 PH Martensitik Çökelme Sertleşmeli Paslanmaz Çeliği Çökelme sertleşmesi (yaşlandırma) ısıl işlemi Çözeltiye alma (östenitleme), 1000-1050 C Su verme Yaşlandırma - Doğal (oda sıcaklığında uzun süre) - Suni (450-550 C, 1-2 saat)

AISI 316L Östenitik Paslanmaz Çelik Alaşımı Fe-Cr-Ni-Mo alaşımıdır. Biyomedikal uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Korozyon direnci yüksektir. Manyetik değildir. Vücutta 10-15 yıl kullanım ömrü biçilmektedir. Element Alaşım Oranı (%) C 0,03 max Mn 2,00 max P ve S 0,03 max Si 0,75 max Cr 17,00-20,00 Ni 12,00-14,00 Mo 2,00-4,00 Paslanmaz Çeliklerin Toz Metalurjisi Oksidasyondan korunmak ve yüzey düzgünlüğü için gaz atomizasyonu ile üretilmiş ince (20-100 µm partikül boyutu) küresel tozlar kullanılır. Sinterleme işlemi oksitlenmeyi önlemek için H 2 de veya vakumda 1200-1350 C de yapılır. Sinterleme sıcaklığını düşürmek için B ve Cu gibi sıvı faz oluşturucu elementler katılır. Basit parçalar geleneksel TM, CIP, karmaşıklar MIM Sıvı faz prosesleriyle üretilir.

Nikelin Toksik Etkileri Nikel insan vücudu için gereklidir, fakat belirli bir limitten fazla olunca zararlı hatta ölümcül olabilmektedir. İnsan vücudunun günlük 100 µg lık Ni ihtiyacı vardır. Ni birçok yiyecekte bulunduğu için eksikliğine nadiren rastlanır. Fazlası kromozomları ve diğer hücre komponentlerini olumsuz etkiler. En tehlikeli durum aşırı miktarda Ni tozunun solunumudur (özellikle NiO). Kadınların %10 unda, erkeklerin %2 sinde, doğrudan Ni ve Ni alaşımları ile temas sonucu alerji oluşur. KOBALT ALAŞIMLARI

Kobalt Alaşımları 417 C ye kadar HSP, bunun üzerinde YMK yapıdadır. Bu martensitik bir dönüşümle meydana gelir. Genelde Co alaşımları YMK ve HSP içeren karışık mikroyapıdadır. Yüzeylerde oluşan pasif oksit tabakası korozyon dayanımı sağlar. Ti ve paslanmaz çeliklere göre yüksek aşınma dayanımına sahiptirler. Kalça protezlerinde eklem başı olarak kullanılırlar (yüksek yorulma özellikleri nedeniyle). Co, Süperalaşımların ve Takım Çeliklerinin yapımında da kullanılmaktadır.

Co-Cr alaşımları üçe ayrılır; Döküm Dövme Toz Metalurjisi Kobalt Alaşımları Üçü de %20 den fazla Cr içerir. Döküm alaşımları %0,5 C içerdiğinden erime sıcaklığı düşürülmüştür. Döküm sıcaklığı 1350-1450 C arasındadır. Döküm mikroyapısı matris ile karbürlerden oluşur. 1210-1250 C arasında tavlama ile karbürler çözünür. Karbürlerin şekillendirilmesinden sonra katıeriyik sertleşmesi ile dayanım artar. Karbürler çözünmemişse, tane büyümesi meydana gelir. Dövme Co-Cr alaşımları döküm alaşımlarına göre az Cr içerir. Cr yerine Mo veya W kullanılır. Co-Cr alaşımları düşük ısıl iletkenlik, yüksek deformasyon sertleşmesi gösterdiklerinden sert bileşikler içerdikleri için işlenebilirlikleri zordur. Dökülebilir Co-Cr-Mo dişçilikte kullanılmaktadır. Son zamanlarda eklem yapımında kullanılır. Co-Cr alaşımları Ni içeren ve içermeyen olarak ayrılır. En yaygınları Co-Ni-Cr-Mo ve Co-Cr-Mo dır. Co-Ni-Cr-Mo %25 Ni içermektedir, biyomedikal uygulamalarda tercih edilmez.

Co-Cr-Mo Alaşımı (Vitallium) %60 Co, %20 Cr, %5 Mo ve diğer elementleri (Mn, Fe, Ni, Si) içerir. Cr ilavesi alaşıma paslanmazlık özelliği sağlamaktadır. Mo ilavesi mekanik özellikleri arttırmakta (katı çözelti) ve bölgesel korozyona direncini attırmaktadır. Bu alaşım tribolojik özellikleri iyi olduğu için, metal-metal temasının olduğu uygulamalarda tercih edilmektedir. Korozyon ve aşınma direnci nedeniyle dişçilikte ve yapay eklem (diz ve kalça) uygulamalarında kullanılır. Titanyum ile galvanik korozyon nedeniyle bir araya getirilmemelidir. Dövme-düşük karbonlu (%0.07), dövme-yüksek karbonlu (%0.3) ve döküm olarak üçşekilde bulunmaktadır. Karbon ilavesi karbür oluşumu sonucu aşınma direncini arttırmaktadır. Co-Cr-Mo Alaşımı (Vitallium) En Çok Kullanılan Bileşimler

Stellite Co-Cr içeren alaşım grubunun genel adıdır. Değişik oranlarda Mo, W, C, Ni, Fe gibi elementler katılabilir. Manyetik olmayan, korozyona dayanıklı, aşınma direnci yüksek alaşımlardır. Diş, kalça ve kalp protezlerinde kullanılabilir. Stellite 100 (CoCrWNi) çok serttir. Stellite 21 (CoCrMoNiC) biyomedikal uygulamalarda kullanılabilir. Toksik Etkileri Co insan vücudu için gerekli bir elementtir. Her gün alınması gereken miktar 2.4 mg dir. B12 vitamini Co elementi içermektedir. Fakat belirli bir limitin üzerinde Co alerji, hassasiyet, bronşite neden olur. Özellikle toz halinde Co ürünlerinin solunması tehlikelidir.

MAGNEZYUM ALAŞIMLARI

Genel Özellikleri Yapısal uygulamalarda kullanılan en hafif metaldir. HSP yapısından dolayı sınırlı bir şekillendirilme kabiliyeti vardır. Yüksek sıcaklıklarda daha sünektir. Elastisite modülü 45-50 GPa civarındadır. Elastisite modülü/yoğunluk oranı yüksektir. Düşük ergime sıcaklığı (650 C), iyi dökülebilirlik ve kaynak kabiliyetine sahiptir. Biyomedikal Uygulamalarda Avantajları Düşük elastisite modülü Düşük yoğunluk Biyobozunurluk Toksik etkileri yoktur Düşük Korozyon direnci!

Mekanik Özellikleri Oldukça düşük elastik modülüne sahiptir. Sürünme ve yorulma dayanımı düşüktür. Mg alaşımlarının dayanımlarının arttırılması - alaşımlama, - tane boyutu küçültme ve - çökelme sertleşmesi (yaşlandırma) ile sağlanır. Zn, Ca, Co, Cu ilavesi Mg ye yaşlandırılma (ısıl işlem) kabiliyeti kazandırır. Korozyon Özellikleri Mg diğer metallere göre anodiktir. Fe, Cu, Ni gibi elementler alaşımlarında katodik davranır ve korozyon hızının yükselmesine sebep olurlar. Mg havayla temas ettiğinde, yüzeyinde kısmi koruyucu MgO, nem varlığında ise MgOH oluşur. Fakat suda çözünen tuz ilavesi ve çalkalama, filmi etkisiz hale getirip korozyona neden olur.

Toz Metalurjisi Oksijene ilgisi çoktur, TM ile üretimi (sinterleme) çok zordur. Yanıcı olduğundan sinterlemede dikkatli olunmalıdır. Ca ilavesiyle sinterlenebilme kabiliyeti arttırılmaya çalışılır (Ca yüzeydeki MgO filmini indirger). Sinterleme 550 C civarında yapılır. Biyobozunur Stentler Son yıllarda üzerinde çalışılan bir alan biyobozunur metaller ve yeni nesil biyobozunur stentlerdir. Biyobozunum süresi ve kontrolü üzerinde çalışılan konulardır. Biyobozunur stentler Mg nin yeni kullanım alanlarındandır. Mg nin biyobozunumu ve mekanik özellikleri, Zn, Mn, Zr ve Y ilavesiyle kontrol edilir. BioTronik firması WE43 (93Mg-7NadirToprakElementi) alaşımından biyobozunur stent üretmektedir.

Mg Yapıİskelesi (Scaffold) Vücuttaki toplam Mg miktarı 20-30 g dır. Bunun % 60-70'i kemiklerde, % 1,5 Mg 3 (PO 4 ) 2 halinde, kalanı yumuşak dokularda, ve sıvılarda bulunur. Mg, biyobozur özelliklerinden dolayı doku mühendisliğinde, yapay kemik üretimi için yapı iskelesi (scaffold) yapımında kullanılır. ŞEKİL-BELLEKLİ ALAŞIMLAR

ŞEKİL BELLEKLİ ALAŞIMLAR Şekil bellekli alaşımlar (SMA), deformasyona uğratıldıktan sonra, sıcaklık ve gerilmelere bağlı olarak daha önceki şekil veya boyutuna geri dönebilme özelliği gösteren malzemedir. Dönüşüm sıcaklığı üzerinde östenitik (ana faz), altında martenzitik elde edilir. Martenzitik yapıdayken deformasyona uğradıktan sonra dönüşüm sıcaklığı üzerine ısıtıldığında östenite dönüşürken ilk şekline geri döner. Buna şekil bellek özelliği denir. Diş köprüleri, kafatasındaki damar bağlantıları, stentler ve protezlerin vb. üretiminde kullanılmaktadır. Martenzitik dönüşümü, difüzyonsuz bir dönüşümdür. Bu dönüşüm termoelastik ve termoelastik olmayan olabilir. Termoelastik dönüşüm ikiz arayüzeylerinden oluşur ve geri dönüşüm gösterebilir. Şekil bellekli alaşımlarda martenzitik dönüşümün termoelastik olması; sıcaklığın düşmesi ile martenzit plakaların oluşması ve büyümesi, sıcaklığın artması ile büyüme yönünün tersi yönde kaybolması olarak açıklanabilir.

Martenzitik dönüşümü çeliklerde de görülür. Termoelastik olmayan, kayma ile oluşan bu yapını önceki haline geri dönüşmez. Fakat ikizlenme ile oluşan, termoelastik martenzitik dönüşüm önceki haline dönüşür. Şekil bellek özelliğinin görülebilmesi için deformasyonun dislokasyon kayması ile değil ikizlenme ile olması gerekir. İkizlenme plakalar arasındaki sınırların düşük enerjili ve hareketli olmasını sağlar. Martenzitten östenite ve östenitten martenzite geçiş farklı sıcaklıklarda oluşur. Sıcaklığın düşmesi ile martenzitik başlangıcı; M s, Tamamen martenzitik dönüşümün gerçekleşmesi; M f, Sıcaklık artırıldığında ise östenitk yapının başlangıcı; A s, Tamamen östenitik yapının elde edilmesi; A f.

Östenit fazdaki alaşım soğutulduğunda, martenzite dönüşür. Bu sıcaklıkta malzemeye şekil verilir. Malzeme ısıtılınca ilk şekline geri döner. Bu değişim şekil bellek özelliğidir. Alaşımın sadece östeniti (ana faz) hatırlamasına tek yönlüşekil bellek, hem östenit hem martenziti hatırlamasına çift yönlüşekil bellek davranışı denir. Termomekanik işlemle oluşan dislokasyonlar martenzit plakaların dizilimlerinin sabitlenmesine sebep olurlar. Isıtmada martenzit yok olmasına rağmen, dislokasyonlar kaybolmazlar. Soğutmada martenzit plakaları dislokasyonların yarattığı gerilimi karşılayabilmek için aynı dizilimde oluşur. İşlem süresince, alaşım şekil bellek eğitimi olarak bilinen çevrime tabi tutulur. Bu ısıl işlemler, istenen şekle ulaşmak için, alaşıma uygulanan deformasyon geriliminin kaldırılması, alaşımın dönüşüm sıcaklığı üzerine ısıtılması ve soğutulması işlemlerinden oluşur.

Şekil Bellekli Alaşımların Süperelastik Özelliği Martenzitik dönüşümü sonucu oluşan bir özelliktir. A f üzerindeyken, gerilme uygulandığında B den itibaren martenzit oluşmaya başlar. C de martenzitik dönüşümü tamamlanır. C den itibaren gerilme artırıldığında numune plastik deformasyona uğrar. C üzerinde plastik deformasyona uğramadan gerilme bırakılırsa C-D arasında elastik geri dönüşüm gerçekleşir. D-E arasında martenzitik azalarak ana faz oluşumu başlar. E- A arasında östenite ait elastik geri dönüşümün olmasıyla şekil değişimi giderilir. T > A f

% 100 östenitik alaşım gerilmeye maruz bırakılarak, martenzitik dönüşümün oluşması sağlanırsa, gerilme kaldırıldığında malzeme eski haline döner. Süperelastik özelliğinin kullanılabilmesi için sıcaklığın östenit sıcaklığı üzerinde olması gerek. A f oda sıcaklığının altında olmalıdır. Süperelastik özelliği kullanılarak geliştirilen Ni-Ti nin A f -5 ile 10 C arasındadır. Alaşım her zaman östenit sıcaklığındadır. Şekil Bellek Özelliği Gösteren Alaşımlar Alaşımların çoğu, maliyet, düşük şekil bellek nedeniyle tercih edilmemektedir. En yatkın alaşımlar Cu ve Ni esaslı alaşımlardır. Ni alaşımların yüksek şekil belleği ve süperelastiklik göstermesinden dolayı Ni-Ti en çok kullanılan alaşımlardır.

Ni-Ti Şekil Bellekli Alaşımların Uygulamaları Diş telleri çarpık dişleri kuvvet uygulayarak uygun aralığa yerleştirmekte kullanılır. Paslanmaz çelik teller, kuvvet uygulama özelliğini kaybetmekte olup değiştirilmeleri gerek. Paslanmaz çeliğe oranla daha yüksek kuvvet uygulama özelliği sayesinde Ni-Ti tellerin değiştirilme sıklığı düşüktür. Elastik Diş Telleri Yüksek E Düşük E Optimal kuvvet aralığına gelen, efektif şekil değişimi dar. Optimal kuvvet aralığına gelen, efektif şekil değişimi büyük.

Süperelastik Ni-Ti DişTelleri Optimal kuvvet aralığına gelen, efektif şekil değişimi geniş. Paslanmaz çelik - Ti-Ni karşılaştırması

Ni-Ti alaşımların kullanım alanlarından birisi de damar tıkanıklıklarının tedavisinde kullanılan stentlerdir. Stentler yay şeklinde olup, damara martenzitik yapıda büzülmüş olarak yerleştirilir. Vücut sıcaklığına ulaşan stent şekil bellek özelliği sayesinde dönüşüm göstererek genişler, damarıda genişletir. Ni-Ti alaşımının ortopedik kullanımı yaygındır. Kırılmış olan kemiğe vidalanan Ni-Ti plakalar vücut sıcaklığına ulaştığında iki parçayı sıkıştırma yönünde kuvvet uygulayarak kırık olan kemiğin birleşmesini sağlamaktadır.

Ni-Ti teller (Flexinol, Nitinol), tek yönlüşekil bellek davranışlarıyla, aktivatör görevi görür. Isıtıldıklarında % 3-4 boyca çekme gösterip yüksek bir (200 MPa) gerilme oluştururlar. DİĞER ALAŞIMLAR

Dental Amalgam Cu, Ag, Sn ve Zn dan oluşan alaşımın Hg ile karıştırılması sonucu hazırlanan sert bir malzemedir. Hg, oda sıcaklığında sıvıdır ve diğer metallerle reaksiyona girmesi sonucu, oyuk içini doldurabilecek plastik hale gelir. Bu özelliğinden dolayı amalgam, diş dolgu maddesi olarak kullanılır. AVANTAJLARI Biyouyumludurlar Korozyon direncleri yüksektir Oyuklara kolay uygulanır, oyuk duvarlarına uyum sağlarlar Sertliği yeterlidir Fiyatı uygundur Parlatılabilir DEZAVANTAJLARI Estetik değildir Cıvanın tehlikeleri mevcuttur Düşük mukavemet Uzun süreli kullanımda mukavemet yeterli olmayabilir Dişe iyi bağlanamama Isı ve elektrik iletimi yüksek, ağrılara neden olabilir

Dental Amalgam Modern amalgamlarda aşağıdaki metaller bulunur Cu (13-30%) Ag (40-60 %) Sn (27-30%) Ayrıca düşük oranda (0.5%) Zn de içerirler. İçeriklerine göre: Gümüş amalgam: Ag %85 den fazla Bakır amalgam: %70 Hg ve %30 Cu Pre-amalgamasyon yapılmış alaşımlar: %3 den az Hg Asil metal içeren alaşımlar: Au ve/veya Pd içerenler Dental Amalgam Bakır içeriklerine göre: Düşük bakır içeren alaşımlar (%2-4 Cu) Yüksek bakır içeren alaşımlar (%13-30 Cu) Alaşım içindeki metallerin sayısına göre: İkili alaşımlar: Ag, Sn Üçlü alaşımlar: Ag, Sn, Cu Dörtlü alaşımlar: Ag, Sn, Cu, In

Amalgam Dolgularda Hgİçeriği: Cıva ile alaşım arasında olması gereken oran, eskiden 5 kısım alaşıma 8 kısım Hgşeklindeydi. Son yıllarda minimal Hg tekniği uygulanmaktadır. Bu teknikte Hg miktarı azaltılmıştır. Hg ile amalgam alaşım oranları günümüzde 1/1 olarak kullanılmaktadır. Amalgam Dolgularda Hgİçeriğinin Önemi: Cıva amalgamın mukavemetini kontrol eder. Hg miktarının artması restorasyon dayanıklılığını azaltır. Düşük miktarda Hg bulunması amalgamı kuvvetlendirir. Amalgam dolgularda en çok istenen cıva oranı %45-53 arasında olmalıdır. Hg % 54-56 arasında olursa amalgamın dayanıklılığı azalır. Dental Amalgam Amalgam estetik değildir ve diş yüzeyine iyi yapışmaz, fakat iyi mekanik (aşınma) ve fiziksel özellikleri nedeniyle diş dolgusunda kullanılır.

Dental Amalgam İnce amalgam alaşımı metal tozu ve cıva pasta kıvamında karıştırılır. Altın Alaşımları Erime Sıcaklığı 1064 C Yoğunluk 19,3 g/cm 3 Elastisite Modulü 80 GPa Yumuşak ve sünek bir metaldir. YMK yapıdadır. Altın alaşımları, saf altına göre daha iyi mekanik özelliklere sahiptir. Cu ve Pt dayanımı artırır. %4 ten fazla Pt, erime sıcaklığını arttırarak işlenmeyi zorlaştırır. Zn, erime sıcaklığını düşürür. %83 ten fazla altın içeren yumuşak alaşımlar yük altında kalmayacakşekilde dolgu malzemesi olarak kullanılır. Daha az altın içerenler serttir ve kaplama malzemesi olarak kullanılırlar.

Altın Alaşımları Korozyon direnci ve uzun ömürlü oluşlarından dolayı diş tedavisinde (kuron ve köprü) kullanılmaktadır. Tantal (Ta) Erime Sıcaklığı 3017 C Yoğunluk 16,6 g/cm 3 Elastisite Modulü 180-190 GPa Tantal (Tantalyum), mekanik özelliklerinin zayıflığından ve yüksek yoğunluğundan dolayı yaygın kullanılmaz. Alaşım elementi olarak kullanılır. HMK yapıda olup oldukça sünektir. Şekillendirilmesi kolaydır. Arayer elementleri sünekliği düşürmektedir. Sertliği çok yüksektir. Elektrik ve ısı iletkenliği yüksektir. Kaynak kabiliyeti iyidir. Refrakter metallerden olup, en yüksek erime noktalı 4. metaldir (diğerleri W, Re ve Os). 60Ta40Nb ve 90Ta10W2Mo gibi alaşımları bulunur.

Tantal (Ta) Ameliyat ipliği yapımında yaygın olarak kullanılmaktadır. Yüksek oranda gözenekli Ta köpükler kemik uygulamalarında kullanılırlar. Köpükler karbon yapının üzerine Ta kaplanması ile üretilirler. Yüzeyinde oluşan Ta 2 O 5 filmi sayesinde korozyona dayanıklı ve biyouyumlu bir malzemedir. Fakat yüksek sıcaklıkta oksidasyona dayanıklı değildir. Niobyum (Nb) Erime Sıcaklığı 2470 C Yoğunluk 8.57 g/cm 3 Elastisite Modulü 100-105 GPa Yüksek erime noktalı refrakter metaller grubundadır. Elastisite modülü ve yoğunluğu refrakter metaller için düşük sayılabilecek bir değerdedir. HMK yapıdadır. Oda sıcaklığında çok yüksek sünekliğe sahiptir. Manyetik özellik taşımaz, paramanyetiktir.

Niobyum (Nb) Nb özel çeliklere (toplam üretimin %90 ı), süperalaşımlara ve Zr alaşımlarına alaşım elementi olarak katılmaktadır. Süperiletkenlerde de kullanılmaktadır. Ti-Nb / Ti-Nb-Ta-Zr (TNTZ) alaşımlarında kullanılır. Kimyasallara karşı direnci Tantalyumdan daha düşük olmasına rağmen fiyatı daha düşük olduğundan kullanımı yaygındır. Niobyum (Nb) Toksik özellikler taşımaz, vücut sıvılarına karşı inerttir, bu nedenle biyomedikal implant uygulamalarında kullanılabilir.

Niobyum (Nb) Yüzeyinde oluşan oksit korozyona karşı koruma sağlar. mükemmel bir Titanyumun dental implantların yüzeyine de ince Nb oksit kaplamalar yapılabilmektedir. Platin, Platin-İridyum Erime Sıcaklığı 1768 C Yoğunluk 21.4 g/cm 3 Elastisite Modulü 170 GPa Yoğun ve sünek bir metaldir. En az aktif olan metaldir. YMK yapıdadır. Manyetik değildir (paramanyetik). Pt ve soy metaller yüksek korozyon direncine sahipler, fakat mekanik özellikleri zayıftır. %10-30 Ir katkısı, Pt nin mekanik özelliklerini yükseltir.

Platin, Platin-İridyum Bu metaller, kalpte atımların başlamasını uyaran otonom merkezde algılayıcı ve elektrot olarak kullanılırlar. Bu elektrotlar aşırı voltaj potansiyellerinde ve şarj transfer şartlarında korozyona dayanıklı olmalıdır. Diş ve spinal implantlardada kullanılırlar.