Beta-trikalsiyum fosfat bazlı enjekte edilebilir sentetik kemik greft materyallerinin geliştirilmesi

Dünyanın yaşlanan nüfusu ile birlikte travma, dejeneratif hastalıklar veya cerrahi müdahale sonucu kemik dokusu kaybı ile karşılaşan hasta sayısı da artmaktadır. Kemik doku malzemelerine olan talebi karşılamak adına sentetik kemik malzemeleri üretilmiştir. Kritik-boyutlu veya zorlu şekillerden oluşan kemik defektleri karşısında enjekte edilebilir kemik greftleri, halihazırda sunulan blok veya granül tipi malzemelerden daha fazla kullanılabilirlik sunmaktadırlar. Set etmeyen enjekte edilebilir sentetik kemik malzemeleri yük taşımayan bölgelerde ('puti'ler) kemik dolgusu görevi görürler. Enjekte edilebilir kemik malzemeleri ortopedi, kozmetik, rekonstrüktif veya dental cerrahisi gibi birçok tıbbi alanda kullanılmaktadırlar. Klinikte başarılı olacak enjekte edilebilir sentetik kemik malzemesi kolayca kullanılan ve uygulanan, kemiği uyaran, erken bozunmayan, standartlaştırılmış kaliteye sahip, sterilize edilebilen ve makul raf ömrü olan bir malzemedir. Bu çalışmanın amacı, poli(etilen glikol)-gliserol içerisine karışacak β-trikalsiyum fosfat (β-TCP)-biyoaktif cam partiküllerinden oluşan ideal enjekte edilebilir sentetik kemik greft oluşturmaktır. Kızılötesi (IR) Absorbans Spektroskopisi ile sterilizasyonda kullanılan gama ışımasının (25 kGy) malzemenin kimyasal yapısını etkilemediği görülmüştür. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve bilgisayarlı tomografi (mikro-CT) analizleri ile malzemelerde homojen faz dağılımı görülmüştür. Malzeme kompozisyonunun termal davranışı üzerindeki etkisini izlemek için termogravimetrik analiz kullanılmış, 1:1 ve 2:3 taşıyıcı:seramik oranlarında hazırlanan malzemelerde yaklaşık %50 ağırlık kaybı kaydedilmiştir. Yine kompozisyon ve gama ışıması ile sterilizasyonun malzemenin reolojik özellikleri üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Numuneler, farklı PEG miktarları ve gama ile ışınlanmış/ışınlanmamış olarak çeşitli kombinasyonlarla hazırlanmış, şırınga basma testinde ise en yüksek enjeksiyon gücü (73 N) gerektiren malzemenin yüksek PEG oranı içeren steril numunelerin olduğu görülmüştür. Viskozite çalışmasında malzemenin viskoelastisitesinin PEG oranı ile arttığı görülmüştür (tan δ değeri 0.38'den 0.31'e düşmüştür). Malzemelerin yıkanma-direnci ile kohezyonları su içerisindeki ağırlık kaybı ve Ca2+ iyonu salınımı ile, ayrı ayrı ölçülmüştür. PEG ve gliserol'in ortak etkileri ile bu özelliklerin değiştiği görülmüştür. Kalsiyüm salınım profillerinden iyon seramik partiküllerin iyon emilimi/salınımının dinamik bir proses olduğu anlaşılmıştır. Malzemelerin sitotoksisite testleri MEM elüsyon yöntemi ile L929 fare fibroblastları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Hücre canlılık oranı 3-(4,5-dimetilltiazol-2-yl)-2,5-difeniltetrazolyum bromit analiz kiti ile elde edilmiştir. 10 kGy ve 25 kGy ile sterilize edilmiş malzemelerin 24-saatlik ekstraktları %22.94 ve %56.53 olarak ayrı ayrı kaydedilmiştir. Ekstrat inkübasyon süresi ile hücre canlılığı arasında bir ilişki kurulamamıştır. 10 kGy ile sterilize edilmiş numunelerin ekstrat seyreltilerinde hücre canlığı önemli bir şekilde artmıştır, %63.40'tan %86.17'ye %50 seyrelti ile ulaşılmıştır. Bulgular, tez konusu malzemeler için in vitro testlerinin limitasyonları ve in vitro toksisite ile in vivo sağlıklı kemik oluşumu arasındaki farkı açısından literatürle uyum sağlamaktadır.