Stronsiyum-nano zeolit A ile desenlenmiş üç boyut baskılı poli(laktik asit) kemik doku iskelelerinin geliştirilmesi

Kemik hasarlarında polimer bazlı destek malzemelerin kullanımı artan bir hızda devam etmektedir. Polimerlerin biyouyumlu, biyobozunur özelliklerinin olmasının yanı sıra 3B yazıcılarda kullanılabilmeleri sayesinde kişiye özel bir üretim yapılabilmesi bu artışın sebepleri arasında verilebilir. Bu tez çalışmasında üç boyutlu (3B) yazıcıda fused deposition modeling (FDM) teknolojisi kullanılarak poli(laktik asit) (PLA) bazlı destek malzemelerin üretilmesi ve yüzey modifikasyonu ile kemik hasarlarında kullanılmak üzere geliştirilmeleri amaçlanmıştır. 3B yazıcıda basılıcak olan malzeme SolidWorks programında çizilmiş, daha sonra 3B yazıcıda 180 oC'de nozzle ucunun sıcaklığında basım gerçekleştirilmiştir. 3B yazıcıda basım için PLA'nın seçilmesinin sebebi biyouyumlu ve FDA onaylı bir polimer olmasıdır. Ayrıca PLA kemik rejenerasyonu için uygun mekanik özelliklere ve biyobozunma süresine sahiptir. 3B basım öncesi ve sonrası PLA'nın kimyasal ve ısıl özellikleri sırasıyla FTIR ve DSC ile karakterize edilmiştir. İkinci aşama olarak üretilen PLA kemik destek malzemelerin yüzey modifikasyonunda kullanılacak olan nano ve mikro zeolit A tozlarının sentezleri gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen nano zeolit A tozlarının boyutları 150-250 nm arasında değişiklik gösterirken, mikro zeolit A tozları 1-1.5 μm boyutlarındadır. Nano ve mikro zeolit A tozlarının karakteristik pikleri XRD ile konfirme edilmiştir. Kemik yapısında bulunan en önemli elementlerden biri olan stronsiyum (Sr) iyon değişimi yöntemi ile zeolit A yapılarına yüklenmiştir. Sr yüklenen Zeolit A yapıları EDX ve XRD ile karakterize edilmiştir. 3B basılmış PLA malzemelerinin zeolitler ile yüzey modifikasyonu için üç farklı yöntem uygulanmıştır. Bu yöntemler sonunda ortaya çıkan ürünlerin kimyasal, ısıl ve morfolojik özellikleri incelenmiştir. Katman biriktirme tekniği ile yüzeyi nano ve mikro zeolit A, Sr yüklü nano ve mikro zeolit A ile dekore edilen PLA kemik destek malzemelerinin biyobozunma ve hücre kültür performansları değerlendirilmiştir. Zeolitler ile yüzey dekorasyonu PLA yüzeylerinde hidrofilik karakterin ve serbest yüzey enerjisinin artmasına sebep olmuştur. Saos hücreleri 14. gün sonunda zeolit modifiye edilmiş PLA yüzeylerinde, kontrol PLA'a göre daha fazla Alkalen Fosfataz (ALP) aktivitesi göstermişlerdir. Tez çalışmasında Sr yüklü zeolit A ile yüzeyi modifiye edilmiş PLA yapılarının kemik doku iskelesi olarak kullanılması yönünden olumlu ve umut verici bulgular elde edilmiştir.