Değişik kompozisyonlarda biyocam/kalsiyum sülfat temelli kompozit malzemelerin geliştiriilmesi, mekanik ve biyoetkinlik özelliklerinin incelenmesi

Download
2006
Keskin, Dilek Esra
Tezcaner, Ayşen
Bilgili, Hasan
Geçit, Ruşen M.
Kemik dokusu, organik ve inorganik içeriğinin mikro ve makro düzeydeki karmaşık uyumu nedeniyle taklit edilmesi en zor dokulardan biridir. Kemik dokusundaki bu bileşenlerin hiçbiri tek başına uygulandığında kemik hasarlarında yeterli iyileşme sağlayamamaktadır. Bu nedenle, bu dokuda tedavi amaçlı araştırmalar çoğunlukla kompozitlerle yapılmaktadır. Bu çalışmada kemik dokusuna uyumlu değişik inorganik (biyocam, kalsiyum sülfat) ve organik malzemeler (demineralize kemik matriksi, DKM, veya hiyaluronan) içeren polimerik, Poli(-kaprolakton)-PCL, biyokompozitler geliştirilmiş ve bunların hem hasarlı bölgeye gereken mekanik desteği sağlaması, hem de dokunun yeniden oluşumunu hızlandırması özellikleri araştırılmıştır. Biyokompozitler, PCL, PCL+Biyocam, PCL+Biyocam+DKM, PCL+Biyocam+Kalsiyum sülfat, PCL+Biyocam+Hiyaluronan karışımlarının kalıp içerisinde sıkıştırılmasıyla diskler şeklinde hazırlanmıştır. Biyokompozit disklerin yapısal bütünlüğü, bozunma özellikleri, madde kaybı, su tutma kapasitesi ve yüzey özellik değişimi in situ olarak araştırılmıştır. PCL+Biyocam+Hiyaluronan disklerinin su tutma yüzdesinin en yüksek olduğu ve bu grup dışındaki bütün kompozisyonlarda 6 hafta boyunca yapısal bütünlüğün (şeklin) korunduğu gözlenmiştir. Biyokompozitlerin mekanik özelliklerinin sıvı ortamda zamana karşı değişimi de basma testleri ile belirlenmiş, sonucunda sıfırıncı zamanda young modulünün PCL+BG < PCL < PCL+BG+CaS < PCL+BG+DKM < PCL+BG+HYA sırasıyla arttığı, ancak bu sıralamanın zaman içerisinde korunmadığı ve sadece ilk 2 grupta young modülündeki azalmanın başlangıçtakinin % 50’sinden az olduğu görülmüştür. Bu değişimin içerikle doğrudan ilintili olduğu ve disk içeriğindeki sıkıştılabilir özellikteki malzemeler (HYA-DKM-CaS) arttıkça young modüllerinin arttığı, bu tür malzemelerin uzaklaşması ile de zamanla azaldığı bulunmuştur. Disk yapımında kullanılan biyocamın ise sıkıştılabilirlik ve mekanik özelliğinin zayıf olması nedeniyle disklerin mekanik özelliklerini azalttığı gözlenmiştir. In vitro uygulamalarda, hazırlanan kompozit malzemelerinin biyouyumluluğu osteosarkoma (Saos) hücrelerinde sitotoksite testleri (mikroskobik incelemeler ve MTT hücre canlılık) ile incelenmiş implantlar biyouyumlu bulunmuştur. Bütün biyokompozit grupları tavşan bacaklarında oluşturulan hasarlara yerleştirilmiş ve 7 hafta sonunda kemiklerin radyoloji, bilgisayarlı tomografi, taramalı elektron mikroskopisi ve biyomekanik analizleri yapılmıştır. Bu analizlerle kemik-implant arafaz oluşumunun her grupta başladığı görülmüştür. Deneylerde PCL grubu beklenen sonuçlardan daha başarılı bir iyileşme göstermiştir. Bunun sebebi yapısının daha homojen ve durağan 7 olması ve kemik dokusuna bağlanmaya uyumlu düzgün bir yüzey oluşturması olarak düşünülmüştür. Nitekim, disklerden hızlı bir şekilde çıkışı olan fakat yine hızla ortamdan uzaklaşan malzemeler içeren gruplarda (kalsiyum sülfat, hyaluronan) implantın bağlanması ve arafazın kuvvetlenmesi aşamalarının daha zor olduğu görülmüştür. Bunun sonucu olarak faz arası bölgede mekanik özelliklerin PCL, PCL-BG, ve PCL-DKM gruplarında kuvvetli olduğu ve bunların içerisinde DKM grubunun en yüksek değerde olduğu görülmektedir. Ayrıca bütün gruplarda kemiğe yakın bölgelerde istatistiksel olarak anlamlı düzeyde boş defekt uygulanan gruptan farklılık gözlenmiştir. Bununla birlikte grupların hiçbirisinde arafaz kemik değerlerinin sağlıklı kemik düzeyine ulaşmadığı görülmektedir.

Suggestions

Biocompatibility and biomechanical properties of new polycaprolactone-bioglass based bone implant materials
Erdemli, Özge; Tezcaner, Ayşen; Department of Engineering Sciences (2007)
Researches on bone defects are focused on the use of composites due to the composite and well-organized hierarchical structure of the bone. In this study, it is aimed to develop Polycaprolactone based implants with different organic DBM, HYA- and/or inorganic bioglass, calcium sulfate- compositions for augmenting bone healing. Bioactivity of the discs was evaluated by scanning electron microscopy and EDS analysis after incubation in SBF for 1, 7 and 14 days. All bioglass containing groups showed apatite mo...
Hygrothermal fracture analysis of fibrous composites with variable fiber spacing using JK-integral
Saeidi, Farid; Dağ, Serkan; Department of Mechanical Engineering (2013)
In this study, a Jk-integral based computational method will be developed to conduct fracture analysis of fibrous composite laminates that possess variable fiber spacing. This study will be carried out for the fibrous composites exposed to not only thermal but also hygroscopic boundary condition, which results hygrothermal load. Formulation of the Jk-integral will be carried out by using the constitutive relations of plane orthotropic hygrothermoelasticity. One of the most important challenges of this study...
Wear behavior of H10A AISI/SAE steel nitrided by various methods
Yurtışık, Koray; Sarıoğlu, Filiz; Ankara, Alpay; Department of Metallurgical and Materials Engineering (2002)
Wear performance of salt-bath, vacuum, ion nitrided and duplex treated (nitrided and ceramic coated by physical vapor deposition technique) steel dies (H10A AISI/SAE) were studied. The dies were used for forging of steel pastes (52100 AISI/SAE) at 1050°C under 700 MPa for 0.3 - 0.4 seconds during production of bearing rings. The nitrided and un-nitrided dies were investigated via optical and scanning electron microscopy, x-ray diffraction and micro-hardness determination procedures. The service lives of die...
Non-oxidative dehydrogenation of propane to propene over precious-metal free anatase titania
Khan, Iqtidar Ali; Çelik, Gökhan; Department of Chemical Engineering (2022-8)
Propylene is a versatile compound in the petrochemical industry. Albeit, it is merely used as a final product, propylene serves as a building block for the production of a wide variety of chemicals such as polypropylene, cumene, isopropanol, propylene oxide, and acetone, to name a few. Conventionally, propylene is produced as a by-product during fluid catalytic cracking (FCC) and steam cracking (SC) of oil fractions. However, the supply-demand gap of propene produced from these processes and their economic/...
Development of vascularized adipose tissue construct based on adipose tissue extracellular matrix and silk fibroin
Kayabölen, Alişan; Tezcaner, Ayşen; Zor, Fatih; Department of Biomedical Engineering (2015)
Adipose tissue engineering is a promising field for regeneration of soft tissue defects. However, vascularization is needed since cells in the middle layer of thick implants cannot reach to nutrient and oxygen by diffusion. Finding a biocompatible scaffold with good mechanical properties is another problem in this field. In this study, we aimed to develop a thick functional vascularized adipose tissue which supports cell viability and functionality with similar mechanical properties with the adipose tissue....
Citation Formats
D. E. Keskin, A. Tezcaner, H. Bilgili, and R. M. Geçit, “Değişik kompozisyonlarda biyocam/kalsiyum sülfat temelli kompozit malzemelerin geliştiriilmesi, mekanik ve biyoetkinlik özelliklerinin incelenmesi,” 2006. Accessed: 00, 2020. [Online]. Available: https://app.trdizin.gov.tr/publication/project/detail/T0RNME1EQT0.