Mg, Al, Se katkılı biyoaktif camların biyosilikadan ergitme yöntemi ile üretimi ve biyoaktivite, biyobozunurluk davranışları ile hücre çalışmalarının incelenmesi

Abstract

Biyoaktif camlar doku ile cam yüzeyi arasında hidroksiapatit tabakası oluşturması ve biyoaktvitesi sayesinde son yıllarda klinik araştırmalarda tercih edilen bir biyomalzemedir. Biyoaktif camlar diğer camlara nazaran vücut içerisinde kolaylıkla çözünebilmektedir. Bu çözünme sayesinde cam üzerinde hidroksiapatit tabakaları kolaylıkla oluşabilmektedir. Biyoaktif camların yapısında bulunan kalsiyum ve fosfatın kemiğin yapısına benzer olmasını sağlamaktadır. Bunun dışında yapılan çalışmalar da biyoaktif camların osteoindüktif olduğunu ve herhangi bir fibröz yapıya gerek duymadan dokuya bağlanabildiğini göstermiştir. Bu tez çalışmasında farklı silika kaynaklarına %0.75, %1.5, %3 ve %6 oranlarında magnezyum, alüminyum ve selenyum katkıları ayrı ayrı eklenerek 45S5 biyoaktif camlar ergitme işlemi ile elde edilmiştir. Biyosilika ve ticari silika ile üretilen biyoaktif camlar YVS içerisinde 4 hafta boyunca 37°C sıcaklıkta inkübe edilmiştir. İnkübasyondan önce ve sonra biyoaktif camların FTIR, SEM ve Vickers sertlik analizleri ile mekanik, yapısal ve yüzey özellikleri; YVS içerisindeki iyon salımlarının ICP ile analizi sayesinde in vitro biyoaktiviteleri saptanmıştır. TRIS çözeltisi içerisinde 1 hafta boyunca ağırlık ve pH değişimleri takip edilerek biyobozunurlukları ve biyoaktiviteleri saptanmıştır. Ayrıca hücre çalışmaları da yapılarak hücre canlılığı ve mineralizasyon testleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmada, Vickers sertlik testleri sonucunda katkıların her oranda eklenmesiyle biyoaktif camın mekanik özelliklerini geliştirdiği anlaşılmıştır. Vickers sertlik değişimlerinden elde edilen sonuç; %1,5 Mg katkısının biyoaktif camların diğer oranlardaki katkılardan daha fazla biyoaktivite gösterdikleri şeklinde olmuştur. Katkısız biyosilikalı biyoaktif camların katkısız ticari silikalı biyoaktif camlara göre biyoaktivitesinin daha yüksek olduğu ağırlık azalmaları değerlendirmeleri sonucunda ortaya çıkmıştır. Biyosilikalı ve ticari silikalı biyoaktif camları kendi içerisinde eklenen iyon bazında değerlendirdiğimizde ise; biyosilikalı biyoaktif camlarda, Mg katkılı biyoaktif camların katkısız biyoaktif camlara göre çözünme hızını arttırdığı, Al ve Se katkılı biyoaktif camların ise çözünme hızını azalttığı saptanmıştır. Ticari silikalı biyoaktif camlarda ise Al katkısının %0.75 ve %1,5 gibi düşük oranlarda, Se ve Mg katkısının ise tüm oranlarda çözünme hızını arttırdığı görülmüştür. ICP- OES ile yapılan iyon tayini testlerinde TRIS ağırlık değişimine benzer sonuçlar alınmıştır. Özellikle %1,5 Mg katkılı hem biyosilikalı hem de ticari silikalı biyoaktif camlarda ve %3 Al katkılı biyosilikalı biyoaktif camlarda HCA tabakasının oluşumunun göstergesi olan Ca+2 iyonlarının YVS içerisinde azalmasının daha fazla oranda olduğu görülmüştür. FTIR testlerinde ise HCA oluşumuna bağlı olarak (CO3)-2 ve (PO4)-3 gruplarına ait pik şiddetlerinin arttığı görülmüştür. Mg ve Al her konsantrasyonda her iki silika kaynağı ile üretilen biyoaktif camlarda hücre canlılığını arttırdığı, Se katkılı camlarda ise sadece biyosilikalı camlarda hücre canlılığını arttırıcı rol oynadığı saptanmıştır. ALPaz enzim aktiviteleri incelendiğinde 21. gün sonunda Mg ve Al için kemik oluşum sürecinin devam ettiği görülmüştür. Se için ise 21. gün sonunda ALPaz aktivitesi düştüğü için kemik oluşum sürecinin bittiği anlaşılmaktadır.