Beta-trikalsiyum fosfat bazlı enjekte edilebilir sentetik kemik greft materyallerinin geliştirilmesi
Development of beta-tricalcium phosphate based injectable synthetic bone graft materials
- Tez No: 527949
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HALİL MURAT AYDIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 168
Özet
Dünyanın yaşlanan nüfusu ile birlikte travma, dejeneratif hastalıklar veya cerrahi müdahale sonucu kemik dokusu kaybı ile karşılaşan hasta sayısı da artmaktadır. Kemik doku malzemelerine olan talebi karşılamak adına sentetik kemik malzemeleri üretilmiştir. Kritik-boyutlu veya zorlu şekillerden oluşan kemik defektleri karşısında enjekte edilebilir kemik greftleri, halihazırda sunulan blok veya granül tipi malzemelerden daha fazla kullanılabilirlik sunmaktadırlar. Set etmeyen enjekte edilebilir sentetik kemik malzemeleri yük taşımayan bölgelerde ('puti'ler) kemik dolgusu görevi görürler. Enjekte edilebilir kemik malzemeleri ortopedi, kozmetik, rekonstrüktif veya dental cerrahisi gibi birçok tıbbi alanda kullanılmaktadırlar. Klinikte başarılı olacak enjekte edilebilir sentetik kemik malzemesi kolayca kullanılan ve uygulanan, kemiği uyaran, erken bozunmayan, standartlaştırılmış kaliteye sahip, sterilize edilebilen ve makul raf ömrü olan bir malzemedir. Bu çalışmanın amacı, poli(etilen glikol)-gliserol içerisine karışacak β-trikalsiyum fosfat (β-TCP)-biyoaktif cam partiküllerinden oluşan ideal enjekte edilebilir sentetik kemik greft oluşturmaktır. Kızılötesi (IR) Absorbans Spektroskopisi ile sterilizasyonda kullanılan gama ışımasının (25 kGy) malzemenin kimyasal yapısını etkilemediği görülmüştür. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve bilgisayarlı tomografi (mikro-CT) analizleri ile malzemelerde homojen faz dağılımı görülmüştür. Malzeme kompozisyonunun termal davranışı üzerindeki etkisini izlemek için termogravimetrik analiz kullanılmış, 1:1 ve 2:3 taşıyıcı:seramik oranlarında hazırlanan malzemelerde yaklaşık %50 ağırlık kaybı kaydedilmiştir. Yine kompozisyon ve gama ışıması ile sterilizasyonun malzemenin reolojik özellikleri üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Numuneler, farklı PEG miktarları ve gama ile ışınlanmış/ışınlanmamış olarak çeşitli kombinasyonlarla hazırlanmış, şırınga basma testinde ise en yüksek enjeksiyon gücü (73 N) gerektiren malzemenin yüksek PEG oranı içeren steril numunelerin olduğu görülmüştür. Viskozite çalışmasında malzemenin viskoelastisitesinin PEG oranı ile arttığı görülmüştür (tan δ değeri 0.38'den 0.31'e düşmüştür). Malzemelerin yıkanma-direnci ile kohezyonları su içerisindeki ağırlık kaybı ve Ca2+ iyonu salınımı ile, ayrı ayrı ölçülmüştür. PEG ve gliserol'in ortak etkileri ile bu özelliklerin değiştiği görülmüştür. Kalsiyüm salınım profillerinden iyon seramik partiküllerin iyon emilimi/salınımının dinamik bir proses olduğu anlaşılmıştır. Malzemelerin sitotoksisite testleri MEM elüsyon yöntemi ile L929 fare fibroblastları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Hücre canlılık oranı 3-(4,5-dimetilltiazol-2-yl)-2,5-difeniltetrazolyum bromit analiz kiti ile elde edilmiştir. 10 kGy ve 25 kGy ile sterilize edilmiş malzemelerin 24-saatlik ekstraktları %22.94 ve %56.53 olarak ayrı ayrı kaydedilmiştir. Ekstrat inkübasyon süresi ile hücre canlılığı arasında bir ilişki kurulamamıştır. 10 kGy ile sterilize edilmiş numunelerin ekstrat seyreltilerinde hücre canlığı önemli bir şekilde artmıştır, %63.40'tan %86.17'ye %50 seyrelti ile ulaşılmıştır. Bulgular, tez konusu malzemeler için in vitro testlerinin limitasyonları ve in vitro toksisite ile in vivo sağlıklı kemik oluşumu arasındaki farkı açısından literatürle uyum sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
As the global population ages, the number of patients suffering from bone tissue loss due to trauma, degenerative diseases, or surgical intervention increases. To meet the demand for bone graft materials, synthetic substitutes have been developed. In cases of critical-sized or irregularly-shaped bone defects injectable bone substitutes (IBS) provide more utility over pre-fabricated blocks or granules. Non-setting IBSs (putties) act as bone void fillers in non-load-bearing areas. IBSs are employed in a range of medical fields including orthopaedic, cosmetic, reconstructive and dental surgeries. A clinically-successful IBS will be easy-to-handle and apply, have osteo-stimulatory properties, avoid premature degradation, have standardised quality, be sterilisable and have a viable shelf-life. The aim of this research was to develop an ideal IBS composed of β-tricalcium phosphate (β-TCP)-bioactive glass particles in a poly(ethylene glycol) (PEG) – glycerol carrier. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) spectroscopy verified that gamma sterilisation (25kGy) did not affect its chemical composition. Scanning electron microscopy (SEM) and micro-computerised tomography (micro-CT) revealed a homogenous phase distribution of the constituents with the sample preparation technique used. Compositional effects on IBS thermal properties were investigated with thermogravimetric analysis and an approximately 50% loss in weight was recorded in both 1:1 and 2:3 (%w) carrier-to-ceramic compositions. The effects of both varying IBS carrier composition and the gamma-sterilisation condition on the rheological properties of the biomaterial were evaluated. The highest peak injection force (73 N) recorded for any combination of poly(ethylene glycol) (PEG) content and sterility conditions in prepared samples was seen in sterile samples with high PEG content. Oscillatory viscosity measurements of the samples revealed an increase in IBS viscoelasticity (tan δ changed from 0.38 to 0.31) with increased PEG concentration. The washout-resistance and cohesiveness of the IBS was examined according to weight loss in and Ca2+ ion release in dissolution media, respectively. Both PEG and glycerol were found to have competing effects on these two properties. Furthermore, calcium release profiles showed a dynamic ion release/uptake behaviour of the ceramic particles in water. Cytotoxicity testing of the IBSs were performed using the MEM elution method with L929 mouse fibroblasts. Cell viability was quantified with a 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide analysis kit. 24-hour extracts of IBS composites sterilised with gamma irradiation of 10 kGy and 25 kGy resulted in a cell viability value of 22.94 % and 56.53 %, respectively. No relationship between extract incubation times and cell viability could be established. A significant (p
Benzer Tezler
- Trombositten zengin fibrin ve alloplastik greft uygulamalarının tavşan kafatasında oluşturulan deneysel kemik defektlerinin iyileşmesi üzerindeki etkilerinin histolojik olarak incelenmesi
Histological examination of the effects of platelet-RİCH fibrin and alloplastic graft applications on the healing of experimental bone defects created in the rabbit skull
ELİF GÜVEN SOĞUKSULU
Doktora
Türkçe
2023
Diş HekimliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiPeriodontoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERKAN ŞÜKÜROĞLU
- Preparation and characterization of poly(propylene fumarate) (PPF) based composites for bone tissue engineering applications
Kemik doku mühendisliği uygulamaları için poli(propilen fumarat) bazlı kompozitlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
AVRAM ARUH
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Kimya MühendisliğiYeditepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDE CAN
- Kemik doku mühendisliği uygulamaları için rejeneratif enjekte edilebilir malzeme üretimi
Production of regenerative injectable material for bone tissue engineering
JÜLİDE HAZAL TÜRKCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyoteknolojiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AFİFE BİNNAZ HAZAR
- Kolajen/beta-trikalsiyum fosfat bazlı sentetik kemik greftlerinin geliştirilmesi
Development of collagen/ beta-tricalcium phosphate based synthetic bone grafts
BURCU SARIKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİL MURAT AYDIN
- Etken madde içeren kemik çimentolarının hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of active agent containing bone cements
ÖZNUR ÖZSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİR BAKİ DENKBAŞ