Etkin Osteointegrasyon Amaçlı Alümina Membran ile Kaplanmış Titanyum İmplantların Üretilmesi

Abstract

İmplant uygulamalarında osteointegrasyonun etkin olarak sağlanması, implant yüzeylerinin kemik ile benzer kimyasal, mekanik ve topografik özellikleri taşıyan yapıda olmasına bağlıdır. Titanyum temelli malzemeler bu amaçla klinikte sıklıkla tercih edilmekte ve hücre-malzeme etkileşimini tetikleyici kimyasal/nanotopografik özellikler sağlayabilen oksit tabakalar ile kaplanabilmektedir. Projemizde geniş alanlı deformasyona sahip kraniyofasiyal benzeri implant uygulamalarındaki güncel yüksek başarısızlık oranlarını gidermek amacı ile titanyum üzerine kaplanan oksit tabakalarla kemik-implant entegrasyonunun artırılarak revizyon ameliyatı gerektirmeyen uzun ömürlü implantların eldesi hedeflenmiştir. Bu amaçla, Ti alttaşlar üzerine kaplanan ince bir Al tabakanın farklı elektrolitlerde anodizasyonu ile nanogözenekli AAO ile kaplanmış Ti implantlar elde edilmiş ve hücre tutunumu, farklılaşması ve mineralizasyonunu tetikleyebilecek kimyasal ve topografik ögeler içeren, görece kolay elde edilebilen biyoaktif bir yüzey kaplaması oluşturulmuştur. SEM ve AFM ile morfolojik; XPS ve XRD ile kimyasal; kayma, çekme ve sertlik testleri ile mekanik karakterizasyonları gerçekleştirilen yüzeylerin hücre kültürü deneylerinde MTT tuzu ile canlılık, floresan boyama ile tutunum ve alizarin boyaması ile farklılaşma analizleri yapılmıştır. Hücrelerin osteojenik aktiviteleri ise literatürde ilk defa projemiz kapsamında qRT-PCR ile gerçekleştirilmiş olup protein düzeyindeki aktivitenin incelenmesinde Western blotting denemelerinin yanı sıra immünositokimya analizi yapılmıştır. Ayrıca konformal bir kaplama tekniği olan atomik tabaka kaplama (ALD) yöntemi ile bu yüzeyler saf alümina ile kaplanmış ve bu şekilde iyonik içeriği baskılanmış ALD-kaplı nanogözenekli oksit tabakalar oluşturularak benzer hücre çalışmaları gerçekleştirilmiş ve AAO tabaka kaynaklı iyonik karakterin hücreler üzerindeki etkisini ortaya çıkarmak amaçlanmıştır. Son olarak membran topografisinin hücre davranışlarına olan etkisinin anlaşılabilmesi için ALD tekniği ile düz Ti implantlar kaplanmış, elde edilen düz gözeneksiz alümina tabakalarda da hücre çalışmaları yapılarak nanogözenekli yüzeylerle kıyaslanmıştır. Bu çalışmalar sonucunda etkin osteointegrasyon potansiyeli olan ve implant uygulamalarında kullanımı ön plana çıkabilecek en iyi yüzeyin fosforik asit içerisinde üretilip iyonik kimliği baskılanan yüzey olabileceği görülmüştür.