Şekil verilebilen ve gözenek boyutu ayarlanmış hidroksiapatit bulk malzeme sentezi

Bu çalışmada, radikalik katılma polimerizasyonu yöntemi kullanılarak, özel teflon kalıplar içerisinde, istenilen çap ve yüksekliğe sahip biyoaktif hidroksiapatit (HAP) partikülleri (dolgu maddesi) içeren kompozit malzemeler sentezlenmiştir. Elde edilen kompozit malzemeler, 70°C'de polimerleştirilmiştir. Farklı yüzey modifikasyon ajanlarının ve üç farklı metakrilik polimerin hazırlanan kompozit malzemelerin fizikokimyasal özellikleri üzerine etkisi detaylı bir şekilde incelenmiştir. Daha sonra, hazırlanan kompozit malzemeler yapısındaki organik fazların sinterlenerek yapıdan uzaklaştırılmasıyla gözenekli yapıya hidroksiapatit bulk malzemeler hazırlanmıştır. Hazırlanan HAP bulk malzemelerin porozitesi ve mekanik özellikleri kıyaslamalı olarak değerlendirilmiştir. Yaş çöktürme yöntemiyle sentezlenen hidroksiapatit partiküllerinin morfolojisi taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile, kristal yapısı ise X-ışını difraksiyonu (XRD) ile incelenmiştir. Yüzey modifikasyonu gerçekleştirilen hidroksiapatit partiküllerinin kimyasal yapısı FT-IR analizi ile aydınlatılmıştır. Sentezlenen kompozit malzemelerin sinterleme öncesi mikrosertlik değerleri, SBF çözeltisinde bekletilmeden önce ve bekletildikten sonra Vicker's sertlik yöntemi ile belirlenmiştir. Seçilen sistemlerin termal özellikleri termogravimetrik analiz (TGA) ve diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) analizleri ile incelenmiştir. Kompozit sistemlerin, fosfat tamponlu salin (PBS) çözeltisi içerisindeki (dietilen glikol) dimetakrilat (DEGDMA), (trietilen glikol) dimetakrilat (TEGDMA) ve (tetraetilen glikol) dimetakrilat TEeGDMA monomer türü salımı (%) yüksek basınçlı sıvı kromatografisi (HPLC) cihazı ile, kalsiyum salım oranları (%) ise atomik absorpsiyon spektroskopisi (AAS) cihazı kullanılarak belirlenmiştir. HAP temelli kompozit malzemelerin sinterlenmesinin ardından elde edilen HAP bulk malzeme örneklerine ait toplam gözeneklilik (%) ve gözenek boyutu dağılımları, cıva porozimetresi testi ile gerçekleştirilmiştir. Buna ek olarak, polimer matriksin hazırlanması amacıyla tercih edilen artan zincir uzunluğuna sahip monomer türlerinin, mekaniksel dayanım ve toplam gözeneklilik (%), gözenek boyutu dağılımı üzerindeki etkisi detaylı bir şekilde incelenmiştir. Modifikasyon işlemleri ile elde edilen kompozitlerin termal dayanımı ve mekaniksel özellikleri geliştirilmiş, ayrıca SBF çözeltisinde bozunma dirençleri artırılmıştır. Gözeneklilik ve gözenek boyutu dağılımının kontrol edilmesiyle, bu malzemelerin biyouyumluluğu optimize edilmiştir. Literatürde yer alan mekaniksel dayanım ve gözeneklilik arasındaki ters korelasyon göz önünde bulundurulduğunda, yüzey modifikasyonu ile bu durumun başarıyla tersine çevrilebilmiş olması doktora tez çalışmasının en önemli bulgularından biridir. Bahsi geçen sistemler; MH-50DM, MH-50TGDM ve PaH-50DM, PaH-50TGDM sistemlerinde gözlenmiş olup, yaklaşık %70 gözenekliliğe kadar, artan gözeneklilikle birlikte artan mekaniksel dayanım sergilemiştir. Özellikle, MPTS ile modifiye edilen sistemlerin en yüksek termal ve mekanik performansı sergilediği belirlenmiştir. En yüksek %gözeneklilikte, referans sisteme kıyasla maksimum mekaniksel dayanım davranışı sergilemesinden dolayı MH-50TEeDM sistemi optimum sistem olarak belirlenmiştir. Bu bulgular, biyomalzeme olarak kullanım potansiyelini artırarak, hücre göçü ve doku infiltrasyonu gibi biyolojik süreçleri destekleyebilecek nitelikte kompozitlerin geliştirilmesine katkı sağlamaktadır.