Stereolitografi yöntemi ile 45S5 ve 70S biyoaktif cam katkılanmış polikaprolakton ve polilaktik asit kompozit kemik iskelesi üretimi
Production of 45S5 and 70S bioactive glass doped polycaprolactone and polylactic acid composite bone scaffolds by stereolithography
Yazar: DENİZ SAKARYA
Danışman: PROF. DR. SEVİL YÜCEL ; DOÇ. DR. YEŞİM MÜGE ŞAHİN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Kemik grefti, hasta veya zarar görmüş kemikleri düzeltmek ve yeniden  yapılandırmak amacıyla nakledilen kemik kullanılan cerrahi bir prosedürdür.  Kemik greftleri, kırıkların ve iyileşmeyen kısımların tedavisi, tümör veya  enfeksiyon kaynaklı kemik kaybının geri kazanılması, füzyon veya eklem değişimi  gibi rekonstrüktif işlemleri gerektiren ortopedik uygulamalarda yaygın olarak 
kullanılır. Greft materyallerine olan ihtiyaç, kemik defektlerinin büyüklüğüne bağlıdır. Belirli bir boyuttan daha büyük defektler, organizmanın yaşamı boyunca kendiliğinden iyileşemeyen Kritik Büyüklükteki Kemik Defekti (KBD) olarak adlandırılır. Büyük defektler ve ciddi kemik kayıplarında kemiğin doğal olarak iyileşme olasılığı yoktur. Kritik boyuttaki kemik defektlerinde, kemiğin 
fonksiyonunu sürdürebilmesi için greftleme gereklidir. Greftleme için uygun sentetik kemik greftlerinin osteokondüktif yeteneklere sahip olması beklenir. Ayrıca, uygun gözenek boyutu ve poröz yapı, kemik greftlerinin diğer önemli özelliklerindendir. Mekanik destek sağlamanın yanı sıra, osteokondüktif greftler, zaman içinde toksik olmayan bozunma ürünleri olarak vücut tarafından emilmeli ve kemik yeniden şekillenmesine izin vermelidir.  
Tez çalışması kapsamında, kemik dokusunun mühendislik alanında kullanılması  için biyoaktif, biyouyumlu ve biyobozunur kemik iskeleleri üretmek amacıyla  eklemeli imalat yöntemi kullanılarak kemik dokusunun yeniden yapılanmasını  destekleyen ürünler geliştirilmiştir. Farklı molekül ağırlıklarındaki Poli kaprolakton (PCL) polimerinden sentezlenen Poli-kaprolakton dimetakrilat (PCL
DMA) polimeri ve fotokürlenebilen bitki bazlı Poli (laktik asit) (PLA) polimeri ile  çeşitli oranlarda 45S5 ve 70S biyoaktif cam kompozisyonu kullanılarak kompozit  bir malzeme elde edilmiş ve stereolitografi (SLA) 3D baskı yöntemi ile kemik  iskeleleri üretilmiştir. Her iki biyoaktif cam kompozisyonu ayrı ayrı incelenmiş ve  ayrı karakterizasyon testleri yapılmıştır. Oluşturulan özgün biyoreçinenin  formülasyonu ve stereolitografi 3D yazıcı ile basım parametreleri üzerinde detaylı 
araştırmalar yapılmış ve elde edilen kemik iskelelerinin genel özellikleri  belirlenmiştir. Ayrıca, biyoaktif cam içeren iskelelerin biyoaktivitesi ve anti bakteriyel özellikleri de gösterilmiştir. Yapılan in vitro hücre sitotoksisite testleri sonuçları, yapay iskelelerin biyouyumlu olduğunu ve hücrelerin bu iskelelerin yüzeyine başarılı bir şekilde yerleşerek çoğaldığını göstermiştir.

Abstract:
Bone grafting is a surgical procedure that involves transplanting bone to correct and reconstruct damaged or diseased bones. Bone grafts are commonly used in orthopedic applications that require reconstructive procedures such as treating fractures and non-healing parts, recovering from 
bone loss due to tumors or infections, fusion, or joint replacement. The need for graft materials depends on the size of the bone defect. Defects larger than a specific size that cannot heal on their own throughout an organism's life are called Critical Size Bone Defects (CSBD). In large defects and severe bone losses, the bone cannot naturally heal. In cases of critical-sized bone 
defects, grafting is necessary for the bone to maintain its function. Synthetic bone grafts used for grafting are expected to have osteoconductive abilities. Additionally, appropriate pore size and porous structure are other important characteristics of bone grafts. In addition to providing mechanical support, osteoconductive grafts should be absorbed by the body over time as nontoxic degradation products, allowing for bone remodeling.