Çeşitli organik fosfat kaynaklarıyla elde edilen kalsiyum fosfatların yapısal karakterizasyonu
Structural characterization of calcium phosphates derived from different organic phosphate sources
Yazar: DENİZ ŞİMŞEK
Danışman: DOÇ. DR. BORA MAVİŞ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Nanoteknoloji = Nanotechnology

Özet:
Nanotıp ve nanoteknoloji alanında yoğun yeri olan kemik hastalıkları ve kemik kayıplarının tedavisinde büyük sıkıntılar hala mevcuttur. Özellikle biyouyumlu kemik matrislerinin üretiminde kalsiyum ve fosfat minerallerinin bileşimi çok önemlidir. Bu amaçla biyouyumlu kemik graftlerinin eldesinde inorganik fosfat yerine organik fosfat kaynaklarının kullanımı araştırılmıştır. Bunun yanında kemiğin inorganik matris üretiminde biyouyumlu özellikte organoapatitik kalsiyum fosfatların yapısal karakterizasyonu yapılmış ve kullanım olasılıkları hedeflenmiştir. Bilindiği üzere sentetik apatit sentezinde, kalsiyum ve fosfat iyonlarının birbirlerine olan afinitesi yüksek olduğu için; bu iyonlar sulu çözeltilerinde kısa sürede birleşmekte ve kemik dokusunda yer alan apatit fazından daha farklı kimyasal özellikte tuzları oluşarak çökmektedir. Bu tez çalışmasında organik fosfat kaynağı kullanılarak, fosfat iyonunun çözelti ortamına kontrollü olarak salımı ve kalsiyum ile kontrollü bir şekilde bir araya gelmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla, çalışmada organik fosfat kaynağı olarak adenozin trifosfat (ATP) kullanılmış ve ATP'nin terminal gama-fosfat hidrolizi, enzimatik olmayan yöntemlerle yapılmıştır. ATP ile biyouyumlu kalsiyum fosfat fazının elde edilmesinin yanında, yapıya  ATP molekülünün katılması ile kemik dokusu rejenerasyonunu olumlu yönde arttıracak organoapatit yapıları sentezlenmiştir. 
Literatürdeki benzer çalışmalarda ATP  hidrolizinin hızlandırılması amacıyla ultrasonik karıştırma ya da mikrodalga ile ısıtma yöntemleri kullanılırken; bu çalışmada çözelti içerisine önceden hazırlanmış uygun bir kalsiyum fostat çekirdeğinin konmasının etkileri araştırılmıştır. Çekirdeklerin, ATP hidrolizini, 37 ºC'de ve başlangıç pH değeri yaklaşık 6 olacak şekilde hazırlanmış çözeltilerde hızlandırdığı ve 48 saat sonunda elde edilen çökeltilerin ATP molekülleri içerdiği, gözlenmiştir. Tez çalışmasında, organik  fosfat kaynağı olarak ATP kullanılarak, organoapatit olarak adlandırılabilecek, bir mineral fazının kontrollü sentezi sağlanmıştır. 
Anahtar kelimeler: ATP, organoapatit, kalsiyum fosfat tuzları, kemik dokusu mühendisliği, nanotıp, nanoteknoloji

Abstract:
Treatment of bone diseases and bone loss, which has crucial role in nanomedicine and nanotechnology, still has major drawbacks. Composition of calcium and phosphorus minerals is especially important in production of biocompatible bone matrix. For this purpose, use of organic phosphate sources in place of inorganic phosphate sources for  production of biocompatible bone grafts was analyzed in this study. Applicability of biocompatible, organoapatitic calcium phosphate for structural characterization of organic calcium phosphate and for production of inorganic matrix of bone was also studied. As is known, calcium and phosphate ions have very high affinity for each other in synthetic apatite synthesis; therefore, they fuse in aqueous solution in short time, and CaP  with undesired and different chemical properties from apatite phase present in bone tissue emerges and precipitates. In this thesis, by using organic phosphate source, controlled release of phosphate ion to solution environment and its coming together with calcium in a controlled manner were aimed. To this end, ATP was used as organic phosphate source and terminal gamma –phosphate hydrolysis of ATP was performed by using non-enzymatic methods. In addition to obtaining the CaP phase, which is biocompatible with ATP, organoapatite structures which are likely to increase bone tissue regeneration positively through addition of ATP molecule to  structure of CaP were synthesized. 
As ultrasonic mixing or microwave heating methods were utilised for acceleration of  ATP hydrolysis in similar studies in literature, in this study, effects of  placement of pre-prepared appropriate calcium phosphate nucleus into solution were researched. It was determined that nucleus, accelerated ATP hydrolysis in solutions prepared at temperature 37 °C and initial pH around 6 and precipitates which were obtained after 48 hours contained ATP molecules With this thesis, by using ATP as a source of organic phosphate, synthesis of  mineral phase which can be named as 'organoapatite', was provided. 
Keywords: ATP, organoapatite, calcium phosphate salts, bone tissue engineering, nanomedicine, nanotechnology.