Kemik doku mühendisliği uygulamaları için kalsiyum fosfat esaslı biyoseramiklerden doku iskelesi üretimi ve ürün performanslarının karşılaştırılması


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: AYŞE SEDA ERGÜN

Danışman: Afife Binnaz Hazar

Özet:


Doku mühendisliği; biyoloji, malzeme bilimi, biyokimya ve klinik tıp gibi bilimsel alanlardan faydalanarak dokuların işlevlerini iyileştirmeyi, sürdürmeyi ve geliştirmeyi amaçlayan disiplinler arası alandır. Kemik doku mühendisliği ise, kemik hasarları için sürdürülebilir tedavi stratejisi geliştirmek amacıyla tıp, biyoloji ve mühendislik bilimleri ile çalışan bir alandır. Kemik hasarları nedeniyle milyonlarca insan etkin bir tedavi yöntemine ihtiyaç duymaktadır. Kemik dokusu küçük boyutlu hasarlarda kendi kendini yenileyebilse de, hastaların yaklaşık %10’unda; kaynamama, geç iyileşme veya yanlış kaynama gibi sorunlar oluşmaktadır. Özellikle kaynamama problemlerinde, greft uygulamaları sıklıkla kullanılmaktadır. Greft türleri arasında; otogreft, allogreft, ksenogreft ve sentetik greftler yer almaktadır. İmmünolojik açıdan üstün avantajlar sunan ve altın standart kabul edilen otogreftler; yüksek morbidite, limitli donör sahası, cerrahi komplikasyon gibi dezavantajlara da sahiptir. Bu nedenle otogreftler, mevcut sorunların hepsine yanıt verememektedir. Sentetik üretim yöntemleri geleneksel ve modern olarak ikiye ayrılmaktadır. Günümüzde; üretim süreçlerinin kolaylığı, düşük maliyet, karmaşık yapıları basitçe üretebilme gibi avantajlar nedeniyle üç boyutlu (3B) baskı gibi modern yöntemler ön plana çıkmaktadır. 3B basım yöntemi ile; kısıtlı donör sahası ve morbidite gibi problemlerin azaltılarak, hızlı ve ekonomik ürünlerin elde edilmesi hedeflenmektedir. Tez çalışması kapsamında; kemik doku iskelelerinin üretiminde, ticari hidroksiapatit (THA) ve stearik asit ile modifiye edilmiş ticari hidroksiapatit (m-THA) seramik tozları kullanılmıştır. Doku iskeleleri, polimerik sünger (PS) ve 3B stereolitografi (SLA) baskı yöntemleri ile üretilmiş ve üretilen numunelerin kimyasal, morfolojik ve mekanik özellikleri karşılaştırılmıştır. Değerlendirmeler sonucunda 3B SLA yöntemi ile üretilen kemik doku iskeleleri hedeflenen özelliklere uygun bulunmuş ve bu numuneler çay ağacı yağı kullanılarak kaplanmıştır. Ardından, kaplamalı ve kaplamsız numunelere hücre canlılığı ve yapışması ile antibakteriyel testler uygulanmıştır. Sonuç olarak; ağırlıkça %51 m-THA içeren 3B SLA yöntemiyle üretilmiş doku iskelesi; ortalama 5 MPa basma dayanımı, 97 µm-715 µm por boyut aralığı,%84 hücre canlılığı, 72. saat sonunda iyi hücre yapışması, %30 oranında antibakteriyel etki gösterdiği ve tez kapsamında öngörülen hedefleri sağladığı belirlenmiştir.