Kemiğin elektrik, dielektrik özellikleri ve osteogenesisin elektriksel olarak araştırılması

Kemik çok karmaşık bir materyaldir. Bu yüzden, konunun genel özellikleri ve tarihsel gelişiminin anlatıldığı ilk bölümünden sonra, kemiğin yapısı ve bileşenleri ayrı ayrı olarak ele alınmaktadır. Kemiğin elektrik ve dielektirik özelliklerinin üzerinde durulduğu üçüncü bölümde, önce empedans hesaplanarak kemiğin direnç ve kapasitesini veren ifadelere ulaşılmış; daha sonra bu bağıntılar kullanılarak bağıl dielektrik kayıp faktörü, iletkenlik, güç kaybı kat sayısı ve faz açısından oluşan dielektrik Özelliklerinin ifadeleri elde edilmiştir. Bu ifadeler yardımıyla kemiğin elektriksel özellikleri, frekansın bir fonksiyonu olarak ve anizotropik yapısı göz önüne alınarak grafikler yardımıyla açıklanmıştır. Elde edilen sonuçların insan kemiği ile karşılaştırması yapılarak, bazı elektriksel özelliklerin birbirleri ile olan ilişkileri üzerinde durulmuştur. Ayrıca kemiğin anizotropik özelliklerinin etkili olduğu alçak frekanslarda, iletkenlik ile Dielektrik Geçirgenlik arasındaki ilişki, kemikteki akışkanın miktarı ile bağlantılı olarak incelenmiştir. Kemiğin değişik I(t) akımlarına verdiği cevap fonksiyonları elde edilirse, bu fonksiyonların geliştirilmesiyle kemikteki dielektrik gevşeme olayını incelemek daha kolaylaşır. Bu inceleme sıcaklık ve nem ile ilişkilendirilerek, anizotropik olarak yapılmıştır. Kemiğin mekanik uyarılara karşı gösterdiği elektriksel tepki önemli bir özelliğidir. Piezoelektrik ve akıntı potansiyeli olarak adlandırılan bu iki elektromekanik özellik dördüncü bölümde işleyişleri ve matematiksal analizleri yapılarak ele alınmışlardır. Bu mekanizmaların neden olduğu elektriksel potansiyel ve alanların kemiğin değişik bölgelerindeki matematiksel analizleri yine aynı bölümde yer almaktadır. Ayrıca mekanik uyarılma sonucu oluşan yüzeysel ve hacimsel yük yoğunlukları ile potansiyel dağılımını etkileyen faktörler bu dağılımın verildiği haritalar yardımı ie açıklanmaya çalışılmıştır. ivKemikde oluşan yük yoğunlukları ve bunların oluşturduğu elektriksel alanlar kemiğin biyolojik fonksiyonlarını etkiler. Büyüme, yeniden oluşma ve şekillenme gibi faaliyetleri içeren bu biyolojik fonksiyonlar kemik dokusunun bir geri besleme mekanizması içinde yer alırlar. Kırık iyileşmesinde bu mekanizmanın rolü büyüktür. Mekanizmanın işleyişi ve kırık iyileşmesi safhalar halinde beşinci bölümde anlatılmıştır. Kemiğin şimdiye kadar incelediğimiz bu özelliklerinden faydalanılan değişik uygulama alanları vardır. Bunların en önemlilerinden biri kırık iyileşiminin elektriksel olarak hızlandırılmasıdır. Bu uygulamanın değişik teknikleri, özellikle içerdiği avantajlı yanlan nedeni ile gelişmeye daha açık olan elektromagnetik alanlarla osteogenesisin uyarılması tekniği üzerinde durulmuştur. Son bölümde ortaya çıkan bazı sonuçlar üzerindeki değerlendirmelere ve tartışmalara yer verilmekte ve bunlar doğrultusunda çeşitli öneriler yapılmaktadır.