PEEK malzemenin osteojenik aktivitesinin artırılmasında çeşitli yüzey modifikasyonlarının rolü
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Mühendisliği A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: TUĞÇE GÜLTAN
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışma 2210-C TÜBİTAK Öncelikli Alanlara Yönelik Yurt İçi Yüksek Lisans Burs Programı Desteği ile hazırlanmıştır. Sunulan tez çalışması kapsamında çeşitli yüzey modifikasyonları kullanılarak Polietereterketon (PEEK) malzemenin biyoinert doğasının giderilmesi ve osteojenik aktivitesinin artırılması amaçlanmıştır. Mekanik ve fiziksel yöntemlerle modifiye edilen PEEK örnekler üzerine osteojenik aktiviteyi sağlamak için bor katkılı nano hidroksiapatit (B-nHAp), mikrodalga destekli yöntemle kaplanmış ve malzemenin karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, PEEK yüzeylerin osteojenik aktiviteleri in-vitro hücre kültürü çalışmalarıyla incelenmiştir. Tez çalışmasının ilk aşamasında kesim sonrası 800 numara zımpara kağıdıyla kirliliklerinden arındırılan PEEK yüzeyler kumlama ile mekanik ve NaOH dağlama ile fizikokimyasal olarak modifiye edilmiştir. Modifikasyon sonrası B-PEEK (Boş PEEK), K-PEEK (Kumlanmış PEEK), N-PEEK (NaOH dağlanmış PEEK) ve K,N-PEEK (Kumlanmış ve NaOH dağlanmış PEEK) şeklinde adlandırılan örnek gruplarının yüzey özellikleri profilometre ve su temas açısı ölçümleriyle incelenmiştir. Pürüzlülük değerleri sırasıyla B-PEEK, K-PEEK, N-PEEK ve K,N-PEEK örnekler için 982.7±23.3, 5051.0±27.3, 2884.0±3.4 ve 4404.0±21.2 nm olarak bulunmuştur. Yüzeylerin su temas açısı değerleri de aynı sırayla 62.8±2.9, 90.8±3.3, 71.0±9.6 ve 108.6±1.7° olarak ölçülmüştür. Kumlamanın yüzeyde en fazla pürüzlülük oluşturduğu, ve buna bağlı olarak yüzeyin hidrofobisitesini artırdığı, ancak en yüksek hidrofobisitenin hem mekanik hem de fiziksel modifikasyon yapılmış örneklerde olduğu görülmüştür. Çalışmanın ikinci aşamasında, yukarıda listelenen örnekler üzerine biyomimetik yöntem kullanılarak bor katkılı 10 kat derişik yapay vücut sıvısı (10xSBF)-benzeri çözeltiden osseointegrasyonu destekleyecek bor-nanohidroksiapatit (B-nHAp), mikrodalga desteğiyle kaplanmış ve örneklerin azalan su temas açısı değerleri (sırasıyla; 24.4±5.9, 29.5±5.5, 22.8±5.7 ve 25.8±5.6°) artan hidrofilisiteyi işaret etmiştir. PEEK'in modifikasyonu sonucu elde edilen örneklerle yapılan hücre kültürü çalışmalarında MC3T3-E1 preosteoblastik hücre hattı kullanılmış ve hücrelerin canlılığı PrestoBlue® analizi, morfolojileri Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Konfokal Mikroskop analizleri, osteojenik aktiviteleri ise Alkalen Fosfataz (ALP) aktivitesi ve kollajen miktarı ölçümü yanı sıra Gerçek Zamanlı Polimeraz Zincir Reaksiyonu (Real Time- Polymerase Chain Reaction-RT-PCR) analizleriyle incelenmiştir. Hücre kültürü çalışmaları sonucu pürüzlendirme işlemlerinin osteojenik aktivitede artışı sağladığı, ancak B-nHAp kaplamanın yüzeyde MC3T3-E1 hücrelerinin tutunma, çoğalma ve farklılaşma kapasitelerini kaplanmamış örneklerle karşılaştırıldığında anlamlı oranda artırdığı sonucuna varılmıştır. Sonuç olarak gerek mekanik gerekse fiziksel yöntemler kullanılarak modifiye edilen PEEK yüzeylerde biyoaktivite artışı sağlanmış, ancak osteojenik aktivitenin artırılmasında en etkin yöntemin B-nHAp kaplamalar ile sağlandığı belirlenmiştir.