KİTOSAN İLE MODİFİYE EDİLMİŞ HİDROKSİAPATİT/ZİRKONYA/45S5 BİYOCAM KOMPOZİT KEMİK İSKELESİNİN 3D YAZICI KULLANILARAK ÜRETİMİ: MEKANİK VE BİYOLOJİK ÖZELLİKLER

Abstract

Bu tez çalışmasında, kemik doku mühendisliğinde kullanılmak üzere yüksek mekanik dayanıma, biyouyumluluğa ve antibakteriyel özelliklere sahip hidroksiapatit (HA) esaslı biyoseramik kemik iskeleleri geliştirilmiştir. Çalışmanın temel amacı; HA’ya 3Y-TZP zirkonya ve 45S5 biyocam katkıları yaparak hem mekanik hem biyolojik özellikleri iyileştirmek, ayrıca kitosan kaplama ile antibakteriyel etkinlik kazandırılmış numuneleri DLP tipi 3D yazıcı teknolojisiyle üretmektir. Çalışma kapsamında üç farklı kompozisyon (HA/ZrO₂ - HZ, HA/45S5 - HG, HA/ZrO₂/45S5 - HZG) hazırlanmış ve fiziksel, yapısal, mekanik ve biyolojik özellikleri kapsamlı şekilde değerlendirilmiştir. 3D yazıcı ile üretilen numuneler, süngerimsi kemik dokusunu taklit eden >500 μm gözenek boyutu ve >90% poroziteye sahip olup, 1250 °C’de sinterlenerek yüksek yoğunluklu bir yapı elde edilmiştir. En başarılı sonuçları veren HZG numuneleri, özellikle HZG-3 örneklerinde 281,2 MPa basma dayanımı, 68,07 MPa eğilme dayanımı ve 1,25 MPa·m⁰·⁵ kırılma tokluğu ile katkısız HA numunelerine göre sırasıyla %66, %368 ve %44 oranlarında iyileşme sağlamıştır. Bu değerler, geliştirilen iskelelerin süngerimsi kemik dokusuna mekanik açıdan uygunluk gösterdiğini ortaya koymaktadır. Sitotoksisite analizlerinde HZG-5 numunesi %95,46 hücre canlılığı sergilemiş ve SEM analizlerinde hücrelerin yüzeylere güçlü şekilde tutunduğu ve filopod-lamellipod yapıları oluşturduğu gözlenmiştir. Ayrıca kitosan kaplama ile antibakteriyel özellik kazandırılan HZG+C numunesi, E. coli ve S. aureus bakterilerine karşı anlamlı düzeyde canlı bakteri sayısını azaltmıştır (p<0.05). Sonuç olarak, bu çalışmayla literatürde ilk kez HA/3Y-TZP/45S5 kompozisyonlu biyoseramik iskeleler DLP tipi 3D yazıcı teknolojisiyle başarıyla üretilmiş olup, kemik doku onarımı için umut vadeden, çok işlevli biyomalzemeler sunulmuştur.