Alabalık kemiği kaynaklı hidroksiapatit eldesi, karakterizasyonu ve kemik grefti olarak denenmesi
Obtaining hydroxyapatites from the trout bone, characterization and testing as a bone graft
Yazar: HASAN EKEER
Danışman: PROF. DR. FATİH DUMAN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu çalışmada Gökkuşağı alabalığı (Oncorhynchus mykiss) omurga kemiğinden termal kalsinasyon yöntemi kullanılarak hidroksiapatit (HAP) tabanlı kemik grefti üretilmiş, elde edilen greftin karakterizasyonu ve hücre kültüründe kullanım olanakları araştırılmıştır. Karakterizasyon işlemlerinde FE-SEM, EDX, FT-IR, XRD, Raman ve BET analizlerinden yararlanılmıştır. Elde edilen greftin Ca, P ve O'den oluştuğu tespit edilmiş ve Ca/P oranı 1.57 olarak hesaplanmıştır. Greftin nano ve mikro boyutlu düzensiz poligonal bir morfolojiye sahip olduğu tespit edilmiştir. FT-IR analizi sonucunda, 1018.4 cm-1 de görülen keskin pikin PO4-3 e ait olduğu ve "apatit" faz varlığını gösterdiği değerlendirilmiştir. XRD analizi ile greftin HAp'tan oluştuğu standart kod (JCDS 00-009-0432) ile eşleştirilerek doğrulanmıştır. Raman analizide yapının temel olarak HAp'ten oluştuğunu doğrulanmıştır. BET analizi sonuçlarına göre greft mezogözenekli (22 nm) ve yüksek yüzey alanına sahip (29.1 m2/g) olduğu, bu nedenle hücre kültürü çalışmalarında kullanılabileceği tespit edilmiştir. Hücre kültürü çalışmaları ile greftin hücre proliferasyonu etkilemediği ve toksik etkisinin olmadığı gösterilmiştir. Bu nedenle, alabalık omurga kemiklerinden elde edilen doğal HAP, kemik dokusu mühendisliğinde implant ve ticari sığır kemik grefti materyali ikamesi olarak uygulanması için büyük bir potansiyele sahip olduğu sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler: Hidroksiapatit, Balık Kemiği, Kemik Grefti, Lates calcarifer, Biyo atık

Abstract:
In this study, hydroxyapatite (HAp)-based bone graft was produced from rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) spine bone using thermal calcination method, characterization of the obtained graft and its usage in cell culture were investigated. FE-SEM, EDX, FT-IR, XRD, Raman and BET analyzes were used in characterization processes. It was determined that the obtained graft consisted of Ca, P and O, and the Ca/P ratio was calculated as 1.57. It was determined that the graft has an irregular polygonal morphology with nano and micro dimensions. As a result of FT-IR analysis, it was evaluated that the sharp peak seen at 1018.4 cm-1 belonged to PO4-3 and showed the presence of "apatite" phase. It was confirmed by XRD analysis that the graft consisted of HAp by matching it with the standard code (JCDS 00-009-0432). Raman analysis confirmed that the structure is mainly composed of HAP. According to the results of BET analysis, it was determined that the graft is mesoporous (22 nm) and has a high surface area (29.1 m2/g), therefore it can be used in cell culture studies. Cell culture studies have shown that the graft does not affect cell proliferation and has no toxic effect. Therefore, it can be concluded that natural HAP derived from trout spine bones has great potential for application in bone tissue engineering as a substitute for implant and commercial bovine bone graft material, which is more laborious and expensive to manufacture.

Keywords: Hydroxyapatite, Fish Bone, Bone Graft, Lates calcarifer, Bio waste