Kolajen/beta-trikalsiyum fosfat bazlı sentetik kemik greftlerinin geliştirilmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Biyomühendislik A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2015
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: BURCU SARIKAYA
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): HALİL MURAT AYDIN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Dünya'da milyonlarca insan trafik kazası, spor yaralanması, günlük yaralanma veya genetik hastalıklar yüzünden kemik yaralanması tedavilerine ihtiyaç duymaktadır. Oluşan travmalar uygun implantlar ile fikse edilirken doğal/sentetik kemik greftleri ile de desteklenmektedir. Tez çalışmasının amacı biyouyumlu, biyobozunur, gözenekliliği yüksek ve kemik oluşumunu artıracak sentetik kemik greftlerinin hazırlanmasıdır. Çalışmada oluşturulması hedeflenen doku iskelelerinin kanla ıslandığında esneyebilme, hemostatik olma, hücre ya da büyüme faktörü ile desteklenebilme, osteokondüktif ve osteoindüktif olma gibi önemli özelliklere sahip olması hedeflenmiştir. Bu amaç ve hedefler doğrultusunda tezin ilk aşamasında öncelikle sığır kaynaklı kolajen tip-I ve beta trikalsiyum fosfat (β-TCP) karışımı oluşturulmuş ve dondurulduktan sonra liyofilizasyon ile gözenekli yapılar oluşturulmuştur. Hazırlanan yapılar vakum altında ve 100°C üzerinde sıcaklıkta dehidrotermal (DHT) yöntem kullanılarak değişik sürelerde çapraz bağlanmış ve örneklerin bir kısmı gama radyasyonu ile steril edilmiştir. Tezin ikinci aşamasında nihai formuna kavuşan doku iskelelerinin karakterizasyon testleri tamamlanmıştır. Seramik fazın belirlenmesi için X-ray difraksiyonu (XRD), oluşturulan doku iskelesindeki fonksiyonel grupların tespit edilmesi için Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR), termal davranışların karakterize edilmesi amacıyla da diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) analizleri yapılmıştır. Hazırlanan kolajen/β-TCP doku iskelelerinin aynı zamanda üç nokta eğme ve basma analizleri yapılarak, mekanik davranışları belirlenmiştir. Mekanik analiz sonuçlarına göre doku iskelelerinin basma mukavemeti oldukça fazla olup, kemik dokusuna oldukça yakın olduğu tespit edilmiştir. Gözenekli doku iskeleleri taramalı elektron mikroskop (SEM) ve mikro-bilgisayarlı tomografi (µ-CT) ile görüntülenmişlerdir. Analiz sonucunda doku iskelelerinin %65 gözeneklilik ve gözeneklerin birbiriyle ilişkili olduğu belirlenmiştir. Malzemenin su alım kapasitesi de ölçülerek şişme davranışı irdelenmiştir. Mekanik, termal ve kimyasal olarak karakterizasyonu yapılan doku iskelelerinin in vitro ortamda hücre kültürü analizleri ile biyolojik olarak da karakterizasyonu yapılmış ve kolajen/β-TCP doku iskelelerine MG63 insan osteosarkoma hücre hattı ekilmiştir. Hücre ekimi sonrasında doku iskelelerinin sitotoksisite ve dağılma davranışları gözlemlenmiştir. Hücre kültürü sonuçlarında doku iskeleleri herhangi bir sitotoksik etki göstermemiştir. Hayvan çalışmalarında BMP-2 ve TGF-β1 büyüme faktörü kullanıldığından dolayı, çalışma öncesi doku iskelelerinden büyüme faktörlerinin salım kinetiklerine bakmak amacıyla, model protein olan serum albümin doku iskelelerine yüklenmiş ve bir haftalık salımı incelenmiştir. Tez çalışmasının son aşamasında ise hazırlanan kolajen/β-TCP doku iskeleleri 120 adet Sprague Dawley cinsi sıçana implante edilmiş ve sıçanların kranyum ve femur kemiklerinde iki farklı defekt modeli oluşturulmuştur. Kontrol, doku iskelesi, doku iskelesi+BMP-2, doku iskelesi+TGF-β1, doku iskelesi+BMP-2+ TGF-β1 ve otogreft grupları oluşturulmuştur. Kranyum defekti oluşturulan hayvanlar 4 ay, femur defekti oluşturulanlar ise 6 ay sonra sakrifiye edilmiştir. Spesimenler saklanarak µ-CT analizi ile kemik rejenerasyon oranları bulunmuş ve en iyi gelişme otogreft uygulamasında görülmüştür. Doku iskelesi grubu ile büyüme faktörü içeren gruplar arasında anlamlı bir farklılık gözlenmemiştir.