Püskürtmeli kurutucuda hidroksiapatit-polimer malzemelerin hazırlanması
Producing hydroxyapatite-polymer materials by spray drying technique
Yazar: TUĞBA BAŞARGAN
Danışman: PROF. DR. GÜLHAYAT NASÜN SAYGILI
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Hidroksiapatitler = Hydroxyapatites ; Kitosan = Chitosan ; Polivinil alkol = Polyvinyl alcohol ; Püskürtmeli kurutucu = Spray dryer

Özet:
Hidroksiapatit (HAp), fizyolojik şartlarda en stabil kalsiyum fosfat polimorf yapıdır. Ca/P stokiyometrik oranı 1.67'dir ve kimyasal olarak mineralli insan kemiğine oldukca benzemektedir. Özel bioaktivitesi, sağlamlığı, osteoiletkenliği, zehirli olmaması, vücutta iltihap yapmaması gibi özellikleri sebebiyle biomedikal alanında kullanılmaktadır. Son zamanlarda, hidroksiapatit-polimer malzemeler biomedikal uygulamalarda yoğun kullanım alanı bulmuştur. Hidroksiapatit ile biyoparçalanabilen polimerlerden yapılan yapı iskeleleri (scaffold) insan dokularıyla yüksek biyouyumluluk gösterdiği için biyoaktif HAp-polimer kompozitleri son zamanlarda artan bir ilgi uyandırmıştır. Hidroksiapatit-polimer mikroküreler, arızalı dokuların tedavisi ve yenilenmesinde hücrelerin, protein ve ilaçların taşınımı için ideal taşıyıcı sistemlerdir. Bu sebeple, hidroksiapatit-polimer malzemelerin üretimi önem kazanmıştır.Bu çalışmada, hidroksiapatit-polimer malzemelerin püskürtmeli kurutucu yardımıyla üretimi araştırılmış, polimer olarak polivinil alkol ve kitosan kullanılmıştır.Polivinil alkol polimeri ile yapılan çalışmada kompozitler fiziksel karıştırma ve in situ biyomimetik yöntemle hazırlanmışlardır. Hidroksiapatit-Polivinil alkol kompozitleri püskürtmeli kurutucu ve etüvde kurutularak, farklı kurutma yöntemlerinin tozlar üzerindeki etkileri incelenmiştir. Ayrıca, farklı molekül ağırlığındaki polivinil alkol kullanılarak, polimerin molekül ağırlığı değişiminin kompozitler üzerindeki etkileri de incelenmiştir.Hidroksiapatit-Kitosan kompozitleri sadece püskürtmeli kurutucu yardımıyla elde edilmiş, püskürtmeli kurutucu parametrelerinden olan giriş hava sıcaklığının kompozitler üzerindeki etkileri incelenmiştir.Elde edilen tozların karakterizasyonu X-Işınları Difraktometresi (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscope (SEM), X-ışınları Floresans (XRF) ve partikül boyut (Mastersizer, ZetaPals) analizleri yapılarak incelenmiştir.

Abstract:
Hydroxyapatite (HAp) is the most stable calcium phosphate polymorph under physiological conditions. It has an exact stoichiometric Ca/P ratio of 1.67 and chemically very similar to the mineralized human bone. Hydroxyapatite has been used in biomedical applications because of its special bioactivity, stability, osteoconductivity, nontoxicity, and noninflammatory behaviour. Recently, HAp-polymer materials have been used in biomedical applications. Since the scaffold materials made of hydroxyapatite and biodegradable polymers allow good biocompatible harmony with human tissue, the bioactive HAp-polymer composites have an increased interest in recent years. In addition, HAp-polymer microspheres are ideal vehicles for the delivery of cells, proteins and drugs in the treatment of defective tissues and their regeneration. Therefore, the production of HAp-polymer materials has been increasing the attention.In this study, production of hydroxyapatite-polymer materials by using spray dryer was investigated. Polyvinyl alcohol and chitosan were used as polymer sources in the content of the work.In the experiments run by using polyvinyl alcohol, the composites were sythesized by physical mixing and in situ biomimetic methods. Hydroxyapatite-polyvinyl alcohol composites were produced by either being dried in an oven or by using a lab scale spray dryer to compare the different drying methods on the structure of the powders. Additionally, the effect of the molecular weight of polymer on the composite structure was investigated by using different molecular weights of the polyvinyl alcohol.Hydroxyapatite-Chitosan composites were produced by spray drying, and the effect of the drying temperature on the composite structure was investigated.Produced powders were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscope (SEM), X-ray Fluorescence (XRF) and particle size (Mastersizer, ZetaPals) analyses.