Hibrit şekillendirme tekniği ile hidroksiapatit biyoseramiklerin tasarımı ve geliştirilmesi
Design and development of hydroxyapatite bioceramics with hybrid forming technique
Yazar: DİLEK ÇELİK
Danışman: DOÇ. DR. CEM BÜLENT ÜSTÜNDAĞ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Kemik hastalıkları, koruma ve desteklik gibi yapısal işlevleri yanında homeostaza katkısından dolayı bireyin yaşam kalitesini olumsuz etkilemektedir. Dünya genelinde son zamanlarda çeşitli hastalıklara ve travmalara bağlı olarak kemik hasarlarında artış yaşanmaktadır. Kemik doku zedelenmelerinde geleneksel tedavi yöntemleri olarak otograft, allograft, zenogreft kemik transplantasyonu gibi metodlara başvurulmakta fakat bu yöntemler sahip oldukları dezavantajlardan dolayı etkin tedavi yöntemi olarak kullanılamamaktadırlar. Söz konusu problemleri aşabilmek için kemik doku mühendisliği çalışmaları, bu alanda umut vaadetmektedir.
Kemik doku mühendisliği alanına katkı sağlaması amaçlanan bu çalışmada, özgün kalıp tasarımı ve hibrit şekillendirme tekniğinden yararlanılmış ve HA biyoseramikler kemik formunda taklit edilerek geliştirilmiştir. Toz HA üretiminde yaş kimyasal çöktürme yöntemi kullanılmıştır. Tez kapsamında bahsedilen ve literatürde de ilk kez uygulanmış olan hibrit şekillendirme yöntemleri; slip döküm ve dondurarak kurutma teknikleridir. Slip döküm tekniği yüksek yoğunluklu değerlerde, güvenilir seramik gövdelerin elde edilmesini sağlamaktadır ve kemik kompakt tabakanın taklit edilmesinde kullanılmıştır. Dondurarak kurutma yöntemi ile üç boyutlu olarak birbirine bağlı ve iyi tanımlanmış por yapıları üretilebileceği için trabeküler tabakanın taklit edilmesinde kullanılmıştır. Elde edilen doku iskelelerinin karakterizasyonunda FTIR, DLS, XRD, TG-DTA, BET, He Piknometresi ve SEM analiz yöntemleri kullanılmıştır.
Geliştirilmiş olan kemik doku mimetiğindeki HA biyoseramik malzeme, hibrit şekillendirme tekniğiyle üretildiğinden, kemik doku mühendisliği uygulamaları için daha etkin ve verimli kullanımları beklenmektedir. Hibrit tasarım sayesinde yük taşıyan ve taşımayan kemiklerde uygulanabilirliği olan, doğal kemik formuna en yakın özelliklere sahip doku iskelesi geliştirilmiştir.

Abstract:
Bone diseases adversely affect the quality of life of the individual due to structural functions such as protection and support as well as their contribution to homeostasis. Recently, bone damage increases due to various diseases and traumas. Methods such as autograft, allograft, xenograft bone transplantation are used as traditional treatment applications in bone tissue injury but these methods cannot be used as effective treatment method due to their disadvantages. In order to overcome these problems, bone tissue engineering studies are promising in this area.
In this study, which is aimed to contribute to the field of bone tissue engineering, original mold design and hybrid forming technique were utilized and HA bioceramics have been developed by mimicking bone tissue form. Wet chemical precipitation method was used in the production of powder HA. Hybrid forming methods mentioned in the thesis and applied for the first time in the literature; slip casting and freeze drying techniques. The slip casting technique ensures reliable ceramic bodies with high density values and it was used to mimic the bone compact layer. The freeze-drying method was used to mimic the trabecular layer as three-dimensional interconnected and well-defined pore structures could be produced. FTIR, DLS, XRD, TG-DTA, BET, He Pycnometer and SEM analysis methods were used to characterize the obtained tissue scaffolds.
Since HA bioceramic material in developed bone mimetics are produced by hybrid forming technique, they are expected to be more effective and efficient for bone tissue engineering applications. Thanks to the hybrid design, a tissue scaffold has been developed which has the properties closest to the natural bone form, which is applicable to load bearing and non-bearing bones.