Jelatin ve ipek-fibroin bazlı kalsiyum fosfat çimentolarının geliştirilmesi ve in vivo testleri

Kalsiyum fosfat çimento bazlı kemik implantları, kimyasal ve fiziksel özelliklerinin kemik yapısına olan benzerlikleri sebebiyle biyomedikal ve dişçilik uygulamalarında kompozitler ve kaplamalar olarak kullanılmaktadırlar. Sert dokuların tedavisinde kullanılan kemik çimentoları yeni kemik oluşumunu tetiklediği gibi doku içerisinde bağlılığı da destekler. Bu çalışma ile jelatin ve ipek bazlı kalsiyum fosfat çimentoların üretimi, karakterizasyonu, ve uygulaması amaçlanmıştır. Kemik çimentosunun yapısında inorganik yapı olarak ağırlıkla hidroksiapatit, tetrakalsiyum fosfat, disodyum fosfat, karbonat ve organik yapı olarak da jelatin ve ipek fibroin kullanılmıştır. Birbirinden farklı formülasyonlarla çalışılmış olup, bu formülasyonlarda jelatin konsantrasyonu, su miktarı, katılaşma sıcaklığı, katılaşma süresi, ve Na+ ve Ca++ karbonat katyonlarının etkisi karşılaştırılmıştır. Kemik çimento örneklerinin katılaşma süreleri Vicat Testi yöntemi ile mekanik olarak belirlendi. Ayrıca çimentoların karakterizasyonu yüzey gerilim analizi, XRD, SEM, ve FTIR kullanılarak malzemelerin hidrofilitesi, kristal yapısı, morfolojisi, ve moleküler bağ örgüsü belirlendi. Çimentoların mekanik özellikleri Instron evrensel test cihazı ile belirlendi. In-vivo performans testleri ise Sprague-Dawley sıçanlarının kalvariyumunun her iki tarafında birer 3 mm.lik hasar oluşturularak gerçekleştirildi. Karakterizasyon sonuçları Ka-F bazlı kemik çimentosunun en düşük katılaşma süresi olan 16.5±0.5 dakikada oluştuğunu ortaya koydu. Çalışılan çeşitli formülasyonlar arasında hidroksiapatit kristalleri oluşumları gösteren çimento 80C-3/37'nin yüzey gerilimi 28.8°±1.78°, ortalama kristal boyutu 135 nm, Ca/P oranı 1.71, kalsiyum çözünürlüğü 73.96 μg/μl, fosfat çözünürlüğü 0.24 μg/μl, mekanik dayanımı 0.31±0.25 MPa ve katılaşma süresi 16.5±0.5 dakika olarak belirlendi. İn-vivo testlerinin histolojik skorları deneysel gruplarda zamana bağlı olarak tam kemik iyileşme gösterdi. 4 haftalık deney gruplarında kısmen, 8 haftalık deney gruplarında da kemik dokusunun tamamımın iyileştiği ve hasarlı dokunun yeni oluşan kalvarial kemik dokusuyla yer değiştirdiğini gösterdi.