Etken madde içeren kemik çimentolarının hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of active agent containing bone cements
Yazar: ÖZNUR ÖZSOY
Danışman: PROF. DR. EMİR BAKİ DENKBAŞ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Kemik çimentoları, ortopedik ve dental uygulamalarda kemik ile metal parça arasında dolgu maddesi olarak kullanılan malzemelerdir. Günümüzde yaygın olarak, polimetilmetakrilat (PMMA)'lardan yapılmış ve bozunma özelliği olmayan kemik çimentoları kullanılmaktadır. Bu çimentoların ekzotermik polimerizasyon reaksiyonu sonucu yüksek sıcaklık oluşturma ve reaksiyona girmeyen monomerlerin vücuda salımı ile toksisiteye neden olma sıkıntıları vardır. Ayrıca, PMMA kemik çimentoları zaman içerisinde çekme davranışı göstererek kemik ile çimento yüzeyi arasında boşluk oluşmasına da neden olurlar.Sunulan tez kapsamında, günümüzde klinik uygulamalarda sıkılıkla kullanılan PMMA kemik çimentolarının meydana getirdiği sorunları ortadan kaldırmak amacıyla kalsiyum fosfat bazlı yeni kemik çimentoları geliştirilmiştir. Ayrıca kemik tümörlerinin tedavisinde kullanılmak amacıyla etken madde içeren kemik çimentosu formları hazırlanmıştır.Çalışma kapsamında, öncelikle, katı hal reaktif fırınlama yöntemi kullanılarak, beta-trikalsiyum fosfat (ß-TCP) ve farklı oranlarda stronsiyum içeren stronsiyum katkılı beta-trikalsiyum fosfat (Sr-ß-TCP) bileşikleri sentezlenmiştir. Sentezlenen kalsiyum fosfat bileşiklerinin karakterizasyonları X-ışını toz kırınımı, FTIR, SEM, EDX, TGA ve DTA yöntemleri kullanılarak yapılmıştır. Daha sonra sentezlenen ß-TCP ve Sr-ß-TCP'ler ile kemik çimentoları hazırlanmıştır. Hazırlanan bu kemik çimentoların morfolojik özellikleri SEM yöntemi ile incelenmiş, mekanik dayanım testleri yapılmıştır. Ayrıca, bir antineoplastik ajan olan ve kanser tedavisinde kullanılan doksorubusin HCl kemik çimentolarına yüklenerek, etken madde içeren kemik çimentoları hazırlanmış ve fosfat tamponu içerisinde in vitro salım profilleri çıkartılmıştır. Çalışmada son olarak osteosarkoma (Saos-2) hücreleri kullanılarak farklı formülasyonlarda hazırlanan kemik çimentolarının biyouyumluluk testleri yapılmış ve sistem in vivo uygulamalara hazır hale getirilmiştir.

Abstract:
Bone cements are materials used as filler in orthopaedic and dental application. Nowadays commonly polymethylmethacrylate (PMMA) and non-biodegradable bone cements are used. These cements have some problems such as high temperature because of exothermic polymerization reaction and cytotoxicity of unreached monomer release. Also, PMMA bone cements create cavity between bone and cement interface because of tensile properties.Within in the scope of presented thesis, new bone cement forms are developed to dispose the problems which are born of PMMA bone cements nowadays most used in clinic application. Besides active agent containing bone cement form is prepared for the purpose of using in the treatment of bone tumors.Primarily within the scope of the study, beta-tricalcium phosphate (ß-TCP) and in different ratios strontium substituted beta-tricalcium phosphates (Sr-ß-TCP) were synthesized by solid-state reactive sintering. The characterization of synthesized calcium phosphate compounds were made by using X-ray powder diffraction, FTIR, SEM, EDX, TGA and DTA. Then, bone cements were prepared with synthesized ß-TCP and Sr-ß-TCP. The morphologic properties of these bone cements were investigated by SEM technique and mechanical tests were made. In addition active agent bone cements were prepared adding doxorubisin HCl which is an antineopalstic agent and used in cancer treatment into the bone cements and in vitro release profiles were evaluated in phosphate buffer. Finally, biocompatibility tests of the bone cements which are in different formulations were made by using osteosarcoma (Saos-2) cells and the system was optimized for the further in vivo applications.