ORTOPEDİK BİYOMALZEME UYGULAMALARINA YÖNELİK DOĞAL SİLİKA KATKILI POLİMER KOMPOZİTLERİN ÜRETİMİ
Hazırlayan: Funda TIHMINLIOĞLU, Sedef TAMBURACI*
iZMİR YÜKSEK TEKNOLOJİ ENSTİTÜSÜ, Kimya Müh. Blm, ve Biyomühendislik ABD,
Urla İzmir
Proje Özeti:
Günümüzde biyomateryal çalışmaları, doku mühendisliği için yeni yapı iskeleleri
(scaffoldlar) geliştirmesi üzerine yoğunlaşmıştır. Bu materyaller, polikaprolakton, PEG
gibi sentetik polimerlerin yanı sıra aljinat, jelatin, kollajen, nişasta ve kitosan gibi doğal
biyopolimerleri kapsamaktadır. Bunlar arasında özellikle doğal polimerler, biyobozunur,
biyouyumlu yapıları, canlı organizmaların doğal komponentleri olarak dokularla
kimyasal ve biyolojik benzerlikler gösterdiği için özel ilgi çekmektedir.
Kemik implantasyonu ve rejenerasyonuna yönelik biyomalzemeler üzerine araştırmalar
özellikle dikkat çekmektedir. Klinik ortopedide kullanılan malzemelerin, hedef bölgede
kemik oluşumunu indükleyen ve iyileşme sürecini hızlandıran biyobozunur malzemeler
olması istenmektedir. Hastada hedef bölgeye yerleştirilen biyomalzelemelerin o
bölgede iyileşmeyi sağladıktan sonra tekrar çıkarılması hasta üzerinde ikinci bir cerrahi
işlem gerektirmektedir.Bu da ortopedik uygulamalarda istenmeyen bir durumdur.
Biyobozunur malzemeler ise , kemikte defektif bölgelere eklenerek geçici iskelet görevi
üstlenmektedir. Bu malzemeler bozunarak oluşan yeni doku ile yer değiştirirken kemik
doku oluşumunu desteklemektedir.
Yük mukavemeti olan biyomalzemelerin doğal kemik ile birleştirilmesi yapılan
çalışmalarda önem kazanmaktadır Ortopedik uygulamalara yönelik kemik graftları
olarak birçok polimer kompozit sistemleri üzerine çalışılmaktadır. Bunun nedeni
kemiğin inorganik ve organik olmak üzere iki fazdan oluşan kompozit bir yapıya
sahip olmasıdır. Polimer kompozitler genellikle polimer matriks içerisinde katkıların
dağılımından oluşmaktadır. Kompozitler saf polimerlerle kıyaslandığında, belirgin
biçimde gelişmiş mekanik, termal ve fizikokimyasal özellikler göstermektedir.
Son dönemde biyopolimer ve silika nanopartiküllerden yapılan kompozitler
biyomedikal alanda potansiyel vaad etmektedir. Silika nanopartiküller, sentetik ve doğal
polimerlerin mekanik özelliklerini arttırmak için geniş ölçüde kullanılmaktadır. Bunun
sonucu olarak polimerin tek başına kullanıldığı duruma göre silika partiküller, yapıda modulus ve
mukavemette önemli ölçüde iyileşme gösterir. Bu nedenle biyomedikal uygulamalarda kullanılan
polimerler yaygın olarak silika partiküllerle kuvvetlendirilmektedir. Bunun yanısıra silika
katkısı kemik oluşumunu desteklemektedir. Kemik doku mühendisliğine yönelik yapılan çalışmalarda
silikat içeren biyomalzemelerde kemik hücresi tutunumunda ve kemik doku oluşumunda önemli
ölçüde artış gözlenmiştir. Çalışmamızda geliştirilen silika katkılı polimer
kompozitlerin, mekanik , temas açısı, protein tutunumu ve hücre çalışmaları sonuçları
ortopedi alanında uygulanması yönünde gelecek vaadetmektedir.