EDTA şelat dekompozisyonu yöntemi ile gümüş katkılı hidroksiapatit üretimi ve karakterizasyonu
Producing and characterization of silver doped hydroxyapatite with EDTA chelate decomposition method
Yazar: KÜBRA ÇELİK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. HÜSEYİN KIZIL
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Hidroksiapatitler = Hydroxyapatites

Özet:
Kimyasal bileşimi Ca10(PO4)6(OH)2 olan Hidroksiapatit (HA), diş ve kemiğin temel inorganik bileşenine yakın minerolojik ve kimyasal özellikler göstermesi nedeniyle biyomalzemeler arasında önemli bir yere sahiptir. HA kemik bileşeninin yaklaşık %70'ini oluşturmaktadır ve tıpta kullanım alanları iç kulak kemiği yada dolgu malzemeleri gibi yüke maruz kalmayan uygulamalardır.Modern tıp uygulamalarında steril ortamlarda çalışılmasına rağmen implantasyon sonrası oluşan enfeksiyon hasarı sonucu klinik başarısızlık oranları implant tipine bağlı olarak %1 ile %9 arasında değişmektedir. Ortopedik hastalar üzerinde yapılan çalışmalar göstermiştir ki enfeksiyon hasarının neden olduğu tahmini ortalama harcamalar yıllık 15000$ ve 30000$'ı bulmaktadır. Ayrıca hastaların ek olarak 14 gün hastanede kalmaları söz konusudur. Dental implantasyon uygulamalarında ise enfeksiyon hasarı hastanın hastanede kalmasını gerektirmemesine rağmen hastanın yaşam kalitesinde düşmeye neden olmaktadır. Bu bağlamda antibakteriyel özellik gösteren biyomalzemelerin geliştirilmeleri ve uygulama alanı bulmaları önemlidir.İmplantasyon sonrası oluşan bakterilerin neden olduğu iltihaplanmayı önlemek için biyomalzemelerin yapısına gümüş iyonları katkılanması biyomühendislikte sıkça tercih edilen bir yöntemdir. Bu çalışma gümüş katkılı hidroksiapatit (HA) malzemenin EDTA şelat dekompozisyonu metodu ile üretilmesi aşamalarını içermektedir. Amaç bu yöntemle hidroksiapatit üretimi esnasında yapıya antibakteriyel özellik kazandırmak için gümüş iyonları katkılayabilmektir.Yapılan karakterizasyon çalışmalarında; elementel analiz ve faz analizi için X-Işınları Kırınımı cihazı (XRD) ve oluşan yapısal farklılıkların tayini için Tarama Elektron Mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. Yüzey ve faz karakterizasyonu için Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) kullanılmıştır.Bu çalışma kapsamında EDTA şelat dekompozisyonu yöntemi ile HA oluşturma esnasında gümüş katkısının Gümüş Oksit (Ag20) olarak yapıya eklenebildiği sonucuna ulaşılmıştır. Gümüş katkısı ile sinterlenebilirlik artmış, tane boyutunda büyüme meydana gelmiştir. Gümüş katkısının artması ile malzemenin antibakteriyellik özelliği artmıştır.Aynı zamanda EDTA şelatından gelen Na+ iyonları sebebiyle beklenmeyen CaNaPO4 (Rhenanite) fazı oluşumu tespit edilmiştir. Bu fazın HA yapısında bulunmasının biyoçözünürlük ve biyouyumluluk özelliklerine olumlu etkisi olduğu bilinmektedir.

Abstract:
Among calcium phosphates, hydroxyapatite, (HA), (Ca10(PO)6(OH)2) is known to be the major constituent (70%) of the bones. As a bioceramic, particular attention has been given to HA due to its bioresorbability and non loaded applications.Despite the use of perioperative antimicrobial prophylaxis and laminar flow operating rooms, the infection rates associated with prosthetic joints range between 1% and 9%, depending on the type of implant. Studies on orthopaedic patients revealed that the estimated average total direct cost associated with an infected case ranges between $15 000 and $30 000 and shown that the patients spent on average 14 extra days in the hospital after readmission. On dental implantation applications, although the infection does not require the patient to remain in hospital, patient?s life quality falls.Silver ions are generally preferred to use to prevent inflammation caused by bacteria after implantation in bioengineering. This study contains producing of silver doped hydroxyapatite (HA) by EDTA chelate method. The aim is to gain antibacterial property to hydroxyapatite with this producing method.On characterization studies X-Ray Diffraction Measurements (XRD) technique, Scanning Electron Microscopy (SEM) technique and Atomic Force Microscopy (AFM) technique is used.In this study silver ions are joined to the hydroxyapatite structure as Silver Oxide (Ag2O). With silver ratio the sinterebility has incresed and also the grain size has increased. With silver addition the antibacterial properties has increased.The new unexpected NaCaPO4 phase has occured, the Na+ ions has come to the structure from EDTA chelate. This phase increases the bioresorbability and biocompatibility of hydroxyapatite.