Magnezyum alaşımlarının sinir kılavuz kanalı için uygulanması

Periferik sinir yaralanmalarında, 5 mm'den büyük hasarlarda cerrahi müdahale ile tedavi yetersiz kaldığı ve sinir dokusunun iyileşme hızı göreceli olarak yavaş olduğu için oluşan boşluk inflamasyon hücrelerinden oluşan yara dokusuyla kapanarak sinir hattında fonksiyon kaybına sebep olmaktadır. Dolayısıyla büyük hasarların tedavisi için bölgenin çevre dokudan izole edilmesi gerekmektedir. Bu amaçla, literatürde yaygın olarak çalışılan ve klinik uygulamalarda da tercih edilmeye başlanılan sinir kılavuz kanalı kullanımı öne çıkmaktadır. Biyouyumlu ve biyobozunum hızı düşük olması gereken sinir kılavuz kanalları, oksijen/besin/atık alışverişine olanak sağlayacak ancak inflamasyon hücreleri girişine izin vermeyecek ölçüde yarıgeçirgen gözenekli yapıda olmalıdır. Dolayısıyla, seçilen malzemenin biyodegredasyon hızı ve degredasyon ürünlerinin toksisitesi ile üretim için tercih edilen yöntemin gözeneklilik kontrolü sağlaması oldukça önemlidir. Literatürde, polimerler kullanılarak düşük maliyetli ve kolay üretilebilen sinir kılavuz kanalları üzerine yoğun çalışmalar yapılmaktadır. Metaller ise yüksek mekanik dayanım ve iletkenlik sağlayabilmelerine rağmen geleneksel yöntemlerle mikron seviyesinde gözeneklilikte üretilemediklerinden, tercih edilememektedir. Bu tezde, literatürde yaygın olarak stent uygulamaları için çalışılmakta olup, ticari seviyede kullanılmak üzere FDA onayı almış ve dolayısıyla biyolojik yeterliliği stent uygulaması için kanıtlanmış bir magnezyum alaşımına benzer kompozisyonda bir magnezyum bileşiğinin sinir kılavuz kanalı uygulamaları için kullanılmak üzere geliştirilmesi çalışılmıştır. Magnezyum düşük yoğunluğa, yüksek özgül dayanıma, elektrik iletkenliğine ve düşük toksisiteye sahip, vücutta bolca bulunan ve insan metabolizmasını besleyici bir elementtir. Böylece geliştirilen sinir kılavuz kanalının, magnezyum temelli bir alaşım-benzeri bileşikten oluşması sayesinde, fiziksel, kimyasal ve biyolojik olarak üstün performans göstermesi öngörülmüştür. Söz konusu metalik alaşım-benzeri bileşiğin üretiminde, geleneksel yaklaşımlardan farklı olarak, proses kolaylığı ve üstün gözeneklilik kontrolü sağlayan elektroeğirme yöntemi seçilmiş ve söz konusu alaşımın bileşenlerinin nitratlı bileşikleri ile polivinilpirolidon veya polivinilalkol çözelti ham maddesi olarak kullanılarak elektroeğirme gerçekleştirilmiştir. Bu süreçte, ham madde/çözücü konsantrasyonları, sıcaklık, vizkozite gibi çözelti parametreleri ile voltaj, uzaklık, besleme hızı gibi elektroeğirme parametreleri gözle muayene ve SEM görüntülemeleriyle optimize edilmiştir. Optimum parametreler ile elektroeğirilen numuneler daha sonra, asal gaz (argon) atmosferi altında gaz akışı-sıcaklık-süre kontrollü kalsinasyona tabi tutularak bileşenlerinin istenilen alaşım kompozisyonunda kristalleşmesi ve alaşım harici bileşenlerin uzaklaştırılması sağlanmaya çalışılmıştır. Kalsinasyon sürecinde uygulanan, birden fazla sıcaklık ve süre kademesinden oluşan ısıl işlem profili, elektroeğirilmiş numunelere yapılan termal analizler sonucunda başta camsı geçiş sıcaklığı, erime sıcaklığı, kristalizasyon sıcaklığı gibi olası faz dönüşümlerinden kaynaklanan endotermik ve ekzotermik piklerin belirlenmesi ve bu piklere matematiksel reaksiyon kinetiği yaklaşımı ile uygulanmasıyla tasarlanmıştır. Kalsinasyon süreci sonrası elde edilen nihai numunelerin kristalografik yapısı, elemental kompozisyonu, morfolojik özellikleri ve alaşım harici bileşenlerin uzaklaştırıldığı/uzaklaştırılamadığı sırasıyla XRD, EDX, SEM ve XPS ile tayin edilmiştir. Ayrıca elde edilen numunelerin absorplama/şişme kapasitesi, ıslatılabilirliği, geçirgenliği ve degredasyon hızı gibi fiziksel ve kimyasal özellikleri de gerçekleştirilen tezdeki karakterizasyon çalışmaları kapsamında gerçekleştirilmiştir. Tez çalışmalarının son basamağında, geliştirilen sinir kılavuz kanalı materyali adayının hücre-materyal etkileşimi, fare fibroblast hücre hattı ile MTT analizi, hemositometrik sayım ve çeşitli boyama/görüntüleme teknikleri kullanılarak hücre canlılığı, yapışma, yayılma ve üreme kabiliyetleri bakımından incelenmiştir. Tamamlanan tez çalışmasından elde edilen fiziksel, kimyasal ve biyouyumluluk performans verileri, elektroeğirme yöntemiyle magnezyum temelli alaşım benzeri bileşikten oluşan fibröz gözenekli yapıların sinir kılavuz kanalı uygulamalarında kullanılabilme potansiyeli olabileceğini göstermiştir.