OPTİMUM GÖRÜŞ KALİTESİNE SAHİP YUMUŞAK KONTAK LENSLERİN 3B YAZICI İLE ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

Abstract

Bu doktora tez çalışmasında, optimum görüş kalitesine sahip yumuşak kontak lenslerin dijital ışık işleme (DLP) tabanlı üç boyutlu (3B) yazıcı teknolojisi ile üretilebilirliği araştırılmıştır. Bu amaçla, hidrofilik yapısı ve kontak lens uygulamalarındaki yaygın kullanımı nedeniyle 2-hidroksietil metakrilat (HEMA) temel lens matrisi olarak seçilmiş; HEMA matrisinin optik, mekanik, yüzey ve biyolojik özelliklerini geliştirmek amacıyla farklı oranlarda TRIS ve MMA katkıları kullanılmıştır. Saf HEMA kontrol grubu olarak değerlendirilmiş; HEMA-TRIS ve HEMA-MMA esaslı numuneler %1, %3, %5, %10 ve %20 katkı oranlarında hazırlanmıştır. Hazırlanan fotopolimerize edilebilir karışımlar, DLP tipi 3B yazıcı ile kontak lens ve test numunesi geometrilerinde üretilmiş, ardından UV post-kürleme işlemi uygulanmıştır. Üretilen numunelerin fiziksel, optik, yapısal, termal, mekanik, morfolojik ve biyolojik özellikleri kapsamlı olarak değerlendirilmiştir. Fiziksel analizlerde denge su içeriği ve temas açısı ölçümleri yapılmış; optik özellikler UV-Vis spektroskopisi ile incelenmiştir. Polimer yapının oluşumu FTIR analizi ile, termal davranış ise DSC analizi ile değerlendirilmiştir. Numunelerin kuru ve ıslak ortam mekanik özellikleri çekme testleriyle belirlenmiş, yüzey/kırık yüzey morfolojileri SEM analizi ile incelenmiştir. Ayrıca biyolojik uygunluk kapsamında hücre canlılığı, protein adsorpsiyonu ve bakteriyel adezyon testleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, DLP tabanlı 3B yazıcı teknolojisinin HEMA esaslı yumuşak kontak lens üretiminde başarılı şekilde uygulanabileceğini göstermiştir. Saf HEMA numunesinin denge su içeriği yaklaşık %35 olarak belirlenirken, TRIS katkılı numunelerde bu değer %22-36, MMA katkılı numunelerde ise %28-41 aralığında değişmiştir. Optik geçirgenlik sonuçlarına göre, HEMA-TRIS numuneleri görünür bölgede yüksek şeffaflık göstermiş ve %95,8-98,5 geçirgenlik değerlerine ulaşmıştır. Buna karşılık, HEMA-MMA numunelerinde geçirgenlik değerleri %72-81 aralığında kalmıştır. Bu durum, TRIS katkısının optik performans açısından MMA’ya göre daha avantajlı olduğunu ortaya koymuştur. FTIR analizleri, HEMA, TRIS ve MMA monomerlerinin fotopolimerizasyon sürecine katıldığını ve polimer ağ yapısının başarılı şekilde oluştuğunu göstermiştir. DSC sonuçlarında saf HEMA’nın cam geçiş sıcaklığı yaklaşık 14 °C olarak belirlenmiş; TRIS katkısının Tg değerlerini artırdığı, yüksek MMA oranlarında ise termal stabilitenin zayıflayabildiği görülmüştür. Mekanik testlerde, kuru ortamda MMA katkılı numunelerin daha yüksek çekme dayanımı gösterebildiği, ancak ıslak ortamda TRIS katkılı numunelerin daha dengeli mekanik davranış sergilediği belirlenmiştir. Islak ortamda saf HEMA’nın maksimum çekme gerilmesi 0,14 MPa iken, TRIS katkılı numunelerde bu değer 0,64 MPa’ya ulaşmıştır. Biyolojik test sonuçları, özellikle HEMA-TRIS sisteminin kontak lens uygulamaları açısından umut verici olduğunu göstermiştir. TRIS katkılı numunelerde protein adsorpsiyonu kontrollü düzeyde kalmış ve aşırı protein birikimi gözlenmemiştir. Ayrıca bakteriyel adezyon testlerinde, orta düzey TRIS katkılı numunelerin E. coli ve S. aureus tutunmasını azaltabildiği belirlenmiştir. Genel olarak değerlendirildiğinde, HEMA-TRIS i sistemi yüksek optik geçirgenlik, kabul edilebilir su içeriği, ıslak ortamda daha iyi mekanik performans ve olumlu biyolojik özellikleri nedeniyle HEMA-MMA sistemine kıyasla kontak lens uygulamaları için daha uygun bulunmuştur. Özellikle %5-10 TRIS katkı aralığının optik, mekanik ve biyolojik özellikler arasında daha dengeli bir performans sunduğu sonucuna varılmıştır. Sonuç olarak, bu tez çalışması DLP tabanlı 3B yazıcı teknolojisinin kişiselleştirilmiş yumuşak kontak lens üretiminde kullanılabilir olduğunu ortaya koymuştur. Elde edilen bulgular, TRIS ile modifiye edilmiş HEMA esaslı hidrojel sistemlerin yüksek görüş kalitesi, yeterli mekanik özellik ve biyolojik uygunluk açısından gelecek nesil oftalmik biyomalzemeler için önemli bir potansiyel taşıdığını göstermektedir