Akademik Veri Yönetim Sistemi
İstanbullu Ö. B. (Yürütücü), Yasan Ö. B., Ghorbanpoor H., Demir Cevizlidere B., Avcı H., Eker Sarıboyacı A.
TÜBİTAK Projesi, 2024 - 2025
Poli-laktik
asit (PLA) ve polikaptrolakton (PCL) malzemeler; kemik doku skafoldu ile damar
içi stentler gibi biyomedikal uygulamalarda geniş bir kullanım alanına
sahiptir. Bu malzemeler biyouyumlu ve biyobozunur karakteristik göstermektedir.
PLA ve PCL yapılar; mekanik özellikleri birbirinden farklılık gösteren alt ve
üst ekstremite kemikler ile damar doku gibi birbirinden çok farklı niteliklere
sahip bölgelerde kullanılmaktadır. Bu malzemelerin hem mekanik zayıflığı hem de
çok farklı dokularda kullanılması, implant ve skafoldlarda hedef doku ile
mekanik uyumsuzluğa yol açmaktadır. Özellikle yük taşıyan alt ekstremite
kemiklerde kullanılması hedeflenen biyobozunur skafoldlar için bu durum tedavi
sürecinin hızını ve verimliliğini olumsuz yönde etkilemektedir. İmplant
malzemelerindeki mekanik uyumsuzluk, implant revizyonu için ikincil bir cerrahi
müdahaleyi gerektiren durumlara neden olabilmektedir. X-ışını altında
görüntülenemeyen bu malzemeler, damar içi stent uygulamalarında anjiyografi
sistemleri ile takip edilemeyerek stentin hedefin dışında bir konuma
yerleştirilmesine yol açabilmektedir. Bu durum ayrıca malzemenin biyobozunurluk
seviyesinin takip edilebilmesinin önünde bir engeldir.
Önerilen
proje, PLA ve PCL malzemelere hegzagonal Bor Nitrür (hBN) ve Tantalum (Ta)
mikropartikül takviyesi ile hedef doku ile mekanik olarak uyumlu ve X-ışını ile
görüntülenebilen, kişiye özel 3D basılabilir skafold ve stent tasarımlarını
geliştirmeyi amaçlamaktadır. Çalışmanın hipotezi; PLA ve PCL biyobozunur
malzemelerde hBN ve Ta mikropartikül takviyesinin hedef doku ile mekanik
uyumluluk ve X-ışını altında görüntülenebilme üzerindeki etkilerinin
araştırılması ile ilişkilidir. Çalışmada
önerilen hBN takviyesi malzemenin mekanik özelliklerini iyileştirecek, Ta
takviyesi ise X-ışını ile görüntülenebilme özelliği sağlayacaktır. hBN
takviyesinin kütlece oranı değiştirilerek üretilen PLA ve PCL filamentlerden,
değişen mekanik özelliklerde skafoldlar elde edilecektir. Böylece bu
skafoldların kullanılması hedeflenen alt ve üst ekstremite kemik doku ile
optimum uyumu sağlanan yapılar üretilecektir. Hedef dokuya mekanik uyumu
gözeten çalışma sayesinde özellikle kemik doku rejenerasyonu ihtiyacını
karşılayan kemik skafoldlarında daha hızlı ve etkili bir tedavi sürecinin elde
edilmesi amaçlanmaktadır. Ayrıca radyoopak bir fonksiyon sunan Ta takviyesi;
biyobozunur damar içi stentlerin X-ışınlı sistemler aracılığıyla doğru bir
şekilde hedefe yerleştirilebilmesini ve implantasyon sonrasında malzemenin
zamana bağlı bozunma miktarının takip edilebilmesini sağlayacaktır.
Çalışmada
üretilecek yapıların mekanik testlerinin ve X-ışını altında görüntülenebilme
analizlerinin yanı sıra, kemik ve damar dokuda kullanılması hedeflenen bu
yapıların osteoblast ve endotel hücre kültürlerinde sitotoksisite testleri
yapılacaktır. Ayrıca, malzemelerin biyobozunurluk ve elektrokimyasal korozyon
karakterizasyonları analiz edilecektir.
Projede
önerilen; hem hedef doku ile mekanik uyumun sağlanması, hem de X-ışını ile
görüntülenebilme özelliklerinin kazandırılması, mevcut PLA ve PCL
uygulamalarının yenilikçi ve özgün bir yaklaşım ile geliştirilmesini
sağlayacaktır. Elde edilen sonuçlar uluslararası yayınlara dönüşme ve
patentlenebilme potansiyeline sahiptir. Böylece çalışmanın, akademik gelişimin
yanı sıra ticarileşmeye de katkı sağlayacağı öngörülmektedir. Projenin
biyomedikal mühendisliği, malzeme mühendisliği, tıbbi görüntüleme ve hücre
kültürlerinde sitotoksisite uygulamalarını kapsaması, çalışmanın disiplinler
arası yönünü güçlendirmektedir.
Anahtar Kelimeler: Biyobozunur Biyomalzemeler, Polilaktik Asit, Polikaprolakton,
Mikropartiküller, Altıgen Bor Nitrit, Tantalum, Sitotoksisite, Hücre Kültürü,
Mekanik Karakterizasyon, Bilgisayarlı Radyografi, Elektrokimyasal Karakterizasyon