BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ · 2020. 7. 9. · polimerizasyon tekniği ile malzeme yüzeyinde uygun kimyasal gruplar olusturulması ve devamında (rhBMP-2) implant üzerine direkt tutuklanması

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ

FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

TİTANYUM ALAŞIM BİYOMALZEMELERDE PLAZMA POLİMERİZASYON TEKNİĞİ KULLANILARAK KEMİK

MORFOGENETİK PROTEİN TUTUKLAMASININ İNCELENMESİ

Gülşah Dicle

Yüksek Lisans Tezi

2015

1

TİTANYUM ALAŞIM BİYOMALZEMELERDE PLAZMA POLİMERİZASYON TEKNİĞİ KULLANILARAK KEMİK

MORPHOGENETIC PROTEİN TUTUKLAMASININ İNCELENMESİ

STUDY OF PLASMA POLYMERIZATION TECHNIQUE ON

TITANIUM ALLOYS BIOMATERIAL FOR IMMOBILIZATION WITH BONE MORHOGENETİK PROTEIN

Gülşah Dicle

Başkent Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Öğretim ve Sınav Yönetmeliğinin

BİYOMEDİKAL Mühendisliği Anabilim Dalı İçin Öngördüğü YÜKSEK LİSANS TEZİ olarak hazırlanmıştır.

2015

2

“TİTANYUM ALAŞIM BİYOMALZEMELERDE PLAZMA POLİMERİZASYON TEKNİĞİ KULLANILARAK KEMİK MORFOGENETİK PROTEİN TUTUKLAMASININ İNCELENMESİ ” başlıklı bu çalışma, jürimiz tarafından,

09/02/2015 tarihinde, BİYOMEDİKAL MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI 'nda YÜKSEK LİSANS TEZİ olarak kabul edilmiştir.

Başkan :......................................

(Prof. Dr. Selim ERKUT)

Üye (Danışman) :.…..................................

(Doç. Dr. Dilek ÇÖKELİLER)

Üye :…...................................

(Yrd. Doç. Dr. Erkin SÖNMEZ)

ONAY

..../02/2015 Prof. Dr. Emin AKATA

Fen Bilimleri Enstitüsü Müdürü

3

ÖZ TİTANYUM ALAŞIM BİYOMALZEMELERDE PLAZMA POLİMERİZASYON TEKNİĞİ KULLANILARAK KEMİK MORFOGENETİK PROTEİN TUTUKLAMASININ İNCELENMESİ Gülşah Dicle

Başkent Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü

Biyomedikal Mühendisliği Ortopedi, omurga cerrahisi, ve diş hekimliği uygulamalarında vida, plak vb benzer

malzemelerin üretiminde titanyum alaşım içerikli metaller tercih edilirken(

mükemmel mekanik özellik, kimyasal kararlılık, biyouyumluluk vs.) bu malzemelerin,

kemik hücreleri ve dokusu ile bağlanmasındaki zayıflık bir süre sonra implantın

çıkmasına, kaynamamasına, kırılmasına ve buna bağlı ciddi klinik bulguların ve/ya

tekrarlayan revizyon cerrahilerine neden olmaktadır. Çok sık karşılaşılan eksik

kaynama problemlerinin önüne geçilmesi, maddi olarak sarfiyat azaltma, hasta

konforu vs. açısından son derece önemlidir. Bu nedenle, bel ve omurga cerrahi

uygulamalarda sıklıkla kullanılan yöntem, kemik dokusu ile olan etkileşiminin

(osteointegrasyon) en üst seviyeye çıkartılması için, kemik dokusu gelişimini indukte

eden proteinlerin kemik morfogenetik proteinin (rhBMP-2) kemiğe sürülmesi ve

sonrasında titanyum alaşım implant malzemesinin (transpediküler vida) fikse

edilmesidir. Ancak, tümüyle doğal (bu nedenle biyouyumlu) bu proteinin, toz halinde

omurilik bölgesine dökülmesi, hem maliyeti artırmakta hem de kemikteki doz

fazlalığından dolayı hala komplikasyonlar (heterotropik ossifikasyon, osteoliz,

enflamatuar kist formasyonları vs.) oluşturmaktadır. Günümüz teknolojisinde ayrıca

dinamik stabilizasyon ve perkütan enstrumantasyon teknikleri giderek

yaygınlaşmaktadır. Dinamik stabilizasyonda omurgalar arası füzyon (füzyon:

kemiksel birleşme ile iki omur arasındaki anormal hareketin önlenmesi)

uygulanmamakta, minimal invaziv perkütan cerrahi de ise füzyon interbody füzyon

şeklinde uygulanabilmektedir. Her iki cerrahide de sistemin stabilitesi açısından vida

kemik integrasyonu çok önem kazanmaktadır.

Ülkemizde benzer amaçla, açık cerrahide kullanılabilen hidroksiapatit kaplı vidalar

mevcuttur. HA kaplamasının pahalı olması, ülkemizde yapılamaması bu tekniğin

4

dezavantajlarıdır. Ayrıca HA ile yapılan kaplamalarda metal ve HA ‘in yoğunluk

farkından kaynaklı kırılma problemleminden kaynaklı implantın çıkma problemleri

sıklıkla görülmektedir. Araştırmada bu problemi çözmek amacıyla, plazma

polimerizasyon tekniği ile malzeme yüzeyinde uygun kimyasal gruplar olusturulması

ve devamında (rhBMP-2) implant üzerine direkt tutuklanması yaklaşımı

kullanılmıştır. Plazma polimerizasyon tekniğinde, özgün monomer (sisteamin) ve

yük boşalım tipi (radyo frekansı), kullanılmıştır. Ayrıca yöntemdeki işlem

parametreleri (güç (W), süre (dak), monomer akış hızı (ml/dak) değiştirilerek

yüzeyde meydana gelen fiziksel ve kimyasal farklılıklar, çeşitli karakterizasyon

teknikleri ile tanımlanmıştır. Bu sonuçlar degerlendirilerek, nanomertebe film

oluşturulmasında, akış dinamik ortamında en kararlı olan plazma polimerizasyon

parametresi seçilmiştir. Kararlılığa göre en uygun parametre güç: 30W, süre: 9 dak,

akış hızı : 10 ml/dak’ dır. Seçilen işlem koşullarında plazma polimerizasyon tekniği

ile modifikasyon ve sonrasında % 2.5 v/v ‘lik glutaraldehit ile aktivasyon aşamaları

devamında % 1.5 mg/ml rhBMP-2, 2 saat süreyle tutuklanmıştır. İmplant yüzeyde

(rhBMP-2) tutuklanması ile kemik dokusu gelişimini arttırdığı histolojik testlerle

kanıtlanmıştır. Sonuç olarak, spinal implantların plazma polimerizasyon tekniğiyle

kemik yapımını arttırıcı rhBMP-2 ile kaplanması yaklaşımı, canlı dışı (in vitro) / ve

canlı içi (in vivo) ortamlarda test edilmiş ve değerlendirilmiştir.

ANAHTAR SÖZCÜKLER: Titanyum, Füzyon, Kemik Morfogenetik Protein, Plazma

Polimerizasyon

Danışman: Doç. Dr. Dilek ÇÖKELİLER, Başkent Üniversitesi, Biyomedikal Mühendisliği Bölümü.

5

ABSTRACT STUDY OF PLASMA POLYMERIZATION TECHNIQUE ON TITANIUM ALLOYS BIOMATERIAL FOR IMMOBILIZATION WITH BONE MORPHOGENETIC PROTEIN Gülşah Dicle Baskent Unıversity Instıtute of Science Department of Biomedical Engineering

Titanium is the material of choice in the production of implants used in orthopedics,

spine surgery and dentistry due to its excellent mechanical properties, chemical

stability and biocompatibility. The loose interaction between the implants and bone

result in implant loosening, pull-out and screw breakage. Serious symptoms and

probable revision surgeries can develop because of implant related problems. The

acceleration of new bone development, production of new implant types and use in

health area are strategically important steps. Therefore, waist and spine surgery in

commonly used method, the bone tissue and the interaction (osteointegration) to

maximize the level of bone tissue formation bone proteins which induce

morphogenetic protein (rhBMP-2) is placed on the bone and then the titanium alloy

implant material (transpedicular screws) is not fixed. However, completely natural

(and therefore biocompatible) this protein spine pouring powdered, both increases

the costs and due to dose excess of bone still complications (heterotopic

ossification, osteolysis, inflammatory cyst formation, etc.).In the millenium, dynamic

stabilisation and percutaneous instrumentation techniques have been started to be

widely used. Interbody fusion is used in minimally invasive percutaneous spine

surgery while no bony fusion was performed in dynamic stabilisation. New bone

formation around the screw minimizes the risks of screw loosening, pull-out and

screw breakage. In our country, only hydroxyapatite (HA) coated screws are

available for increasing the screw bone integration. HA coating is expensive and

cannot be performed in our country. Since HA coating is dependent on European

countries, we planned to coat the spinal implants with recombinant bone

morphogenetic protein (rhBMP) by plasma polymerisation technique.

6

In order to solve this problem in the research of material surface by plasma

polymerization techniques in the creation of appropriate chemical groups and

continue the bone morphogenetic protein (rhBMP-2) approach is used directly on

the implant immobilization. In the plasma polymerization technique, the original

monomer (cysteamine) and load discharge type (radio frequency) is used.

Furthermore, the method of processing parameters (power (W) time (min),

monomer flow rate (ml / min) by changing the surface physical and chemical

differences occurred were identified by various characterization techniques. The

results are evaluated in forming nanoscale film flow at the dynamic environment

stable plasma polymerization parameters were selected. Optimal parameter power

by resolution: 30 W, time: 9 min, flow rate: 10 ml / min . The modification by plasma

polymerization technique to the selected processing conditions and after the

activation (2.5% v / v, glutaraldehyde) step continued in is 2.5% mg/ml rhBMP-2

arrested for 2 hours. It is proven by histological testing the implant surface rhBMP-2

enhances bone tissue formation with the immobiliziton. As a result, spinal implants

plasma polymerization coating technique with bone formation by increasing the

bone morphogenetic protein (rhBMP-2) approach , outside the body (in vitro) / and

animal (in vivo) has been tested and evaluated.

Keywords: Titanium, Fusion, Bone Morphogenetic Protein, Plasma Polymerisation

Advisor: Assoc. Prof Dilek Cokeliler, Baskent Unıversity, Departmment of

Biomedical Engineering

7

İÇİNDEKİLER LİSTESİ Sayfa

ÖZ.........……………………………………………………………………………… ……...i ABSTRACT ……………………………………………………………………………....... ii İÇİNDEKİLER LİSTESİ………………………………………………………………….... iii ŞEKİLLER LİSTESİ……………………………………………………………………….. iv SİMGELER ve KISALTMALAR LİSTESİ……………………………………………….. .v 1.GİRİŞ……………………………………………………………………………………. 13 2.GENEL BİLGİLER 2.1 Titanyum Biyomalzeme..………………………………................................ ….15 2.2 Titanyum Biyomalzeme-Biyouyumluluk İlişkisi:…………………………....…...17 2.2.1 Kemik dokusu ………………………....………………………………… ...18 2.2.2 Füzyon kaynama………………………………………………………… ..19 2.2.2.1 Interbody (vücut içi) füzyon malzemeleri…………………… ….20 2.2.2.2 Füzyon ve klinik iyileşme.................................................... .…20 2.2.2.3 Dinamik stabilizasyon……………………………………….... ….21 2.3 Minimal İnvaziv Cerrahi..……………………………………………… …………22 2.4 Kemik Morfogenetik Protein (rhBMP)………………….…………………... …..22 2.5 Plazma Polimerizasyon Yöntemi………………………………………… ……..24 2.5.1 Alternatif yüzey modifikasyon yöntemleri ile karşılaştırılması………. ...26 2.5.2 Plazma polimerizasyon yönteminin biyomalzeme uygulamaları…… ..27 2.6 Osteintegrasyon Geliştirici Çalışmalar…………………………………........ ….29 2.7 Karakterizasyon Testleri ……………………………………………………….. ..31 2.7.1 Yüzey karakterizasyon testleri ..……………………………………….. …31 2.8 Histolojik Testler……………………………………………………………… …...32 3. MATERYAL METOT 3.1 Kimyasal Malzemeler ………………………………………………………….... .35 3.2 Vidaların ve Plazma Polimerizasyon Sisteminin Hazırlığı………………..... …35 3.3 Plazma Polimerizasyon Yöntemi ile İmplant Yüzey Üzerinde Fonksiyonel Grup Oluşturmak…………………………………………………………………. .37 3.4 Kimyasal Aktivasyon……………………………………………………………... 39 3.5 Yüzey Karakterizasyon Testleri………………………………………………. ...38 3.5.1 Plazma polimerizasyon yönteminde kaplanan / kimyasal aktivasyon yapılan vida setlerinde temas açısı ölçümü…………………………….. 39

8

3.5.2 Plazma polimerizasyon yönteminde kaplanan / kimyasal aktivasyon vida setlerinde kaplama kalınlığı ölçümü……………………………………… .40 3.5.3 Plazma polimerizasyon yönteminde kaplanan vida setlerinde yüzey kimyasının belirlenmesi …………………………………………………….. .41 3.5.4 Plazma polimerizasyon yönteminde kaplanan vida setlerinde yüzey iletkenlik değişiminin belirlenmesi ………………………………………… 41 3.6 Rekombinant Kemik Morfogenetik Protein Tutuklanması…………………….. 42 4.SONUÇ 4.1 Yüzey Karakterizasyon Testleri………………………………………………...44 4.1.1 Plazma polimerizasyon yönteminde kaplanan vida setlerinde temas açısı ölçümü 4.1.1.1 Plazma polimerizasyon yönteminde kaplanan vida setlerinde temas açısına gücün etkisi ……………………………………….44 4.1.1.2 Plazma polimerizasyon yönteminde kaplanan vida setlerinde temas açısına sürenin etkisi……………………………………46 4.1.1.3 Plazma polimerizasyon yönteminde kaplanan vida setlerinde temas açısına monomer akışının etkisi ……………………… ..47 4.2 Plazma Polimerizasyon Yönteminde Kaplanan Vida Setlerinde Kaplama Kalınlığı Ölçümü……………………………………………………………………48 4.2.1 Plazma polimerizasyon yönteminde kaplama kalınlığına gücün etkisi.. 49 4.2.2 Plazma polimerizasyon yönteminde kaplama kalınlığına sürenin etkisi.. 50 4.3 Plazma Polimerizasyon Yönteminde Kaplanan Vida Setlerinde Yüzey Kimyasının Belirlenmesi…………………………………………………………... 55 4.3.1 Plazma polimerizasyon yönteminde yüzey kimyasına gücün etkisi….. .55 4.3.2 Plazma polimerizasyon yönteminde yüzey kimyasına sürenin etkisi…. 58 4.3.3 Plazma polimerizasyon yönteminde yüzey kimyasına monomer akışının Etkisi………………………………………………………………………….. 59 4.4 Plazma Polimerizasyon ile Kaplanan Vida Setlerinde Yüzey İletkenlik Değişimin Belirlenmesi…………………………………………………………… 61 4.5 Plazma Polimerizasyon ile Kaplamada Kimyasal Aktivasyonun Etkisi………… ...62 4.5.1 Kimyasal aktivasyonu yapılan vida setlerinin temas açısı ölçümleri…… ..63 4.5.2 Kimyasal aktivasyonu yapılan vida setlerinin kaplama kalınlığı ölçümleri 4.5.3 Kimyasal aktivasyonu yapılan vida setlerinin yüzey kimyasının………... ..65 Belirlenmesi…………………………………………………………………... 66

9

4.6 Rekombinant Kemik Morfogenetik Protein Tutuklanması ve Histolojik Testler... .68 5. KAYNAKLAR LİSTESİ………………………………………………………………. 72

10

ŞEKİLLER LİSTESİ

Şekil 2.1 Yüzey modifikasyonunda kullanılan uyarıcılar………………………….. ..26 Şekil 3.1 Kullanılan plazma polimerizasyon cihazı ………………………………... .35

Şekil 3.2 Plazma polimerizasyon yöntemi ile yüzey aktif titanyum vida üretimi… .36 Şekil 3.3 Plazma polimerizasyon ile kaplamada kullanılan vida örneği………… .38 Şekil 3.4 Titanyum vida örneklerinin kimyasal aktivasyonu………………………...39 Şekil 3.5 Temas açısı ölçüm cihazı…………………………………………………... 40 Şekil 3.6 Topoloji ölçümlerinde kullanılan AKM ( PSIA XE150 ) model cihaz….. .41 Şekil 3.7 İletkenlik Ölçüm cihazı a) Kethley 2400 Model iletkenlik veri eldesi cihazı b) Lucab Labor FPP ( Four Point Prob )…………………………... 42 Şekil 3.8 İletkenlik ölçümü yapılan örnekler………………………………………… .43 Şekil 3.9 SEM ( EDS ) cihazı a) cihaz genel görünüm b) Örnek tankı………….... 43 Şekil 4.1 Titanyum vida yüzey temas açısı ölçümleri a) işlem görmemiş b) 25W c) 30W d) 45W e) 50W…………………………………………………...... 44 Şekil 4.2 Boşalım gücüne bağlı yüzey temas açısı değişim eğrisi………………... 45 Şekil 4.3 Titanyum vida yüzey temas açısı ölçümleri a) işlem görmemiş b) 3 dakika c) 6 dakika d) 9 dakika e) 12 dakika………………………………. 46 Şekil 4.4 Kaplama süresine bağlı yüzey temas açısı değişim eğrisi…………… …47 Şekil 4.5 Titanyum vida yüzey temas açılarına bakıldı a) İşlem görmemiş vida b) 5 ml/dak c) 10 ml/dak d) 20 ml/dak e ) 30 ml/dak………………….. ..48 Şekil 4.6 Monomer akışına göre yüzey temas açısındaki değişim eğrisi ………... 49 Şekil 4.7 Referans ( silikon) üzerinde elde edilen sınır görüntüsü a) 30W boşalım gücü b) 45W boşalım gücü c) 50W boşalım gücü……………………….. 50 Şekil 4.8 Plazma polimerizasyon ile kaplamada gücün yüzey topolojisine etkisi.. ….51 Şekil 4.9 Referans ( silikon) üzerinde elde edilen sınır görüntüsü a) 3 dakika b) 6 dakika c) 9 dakika ……..…………………………………………….....52 Şekil 4.10 Sabit boşalım gücünde süreye bağlı kaplama kalınlığı değişimi ……... .53 Şekil 4.11 Referans ( silikon) üzerinde elde edilen sınır görüntüsü d) 3 dakika e) 6 dakika f) 9 dakika……………………………………………………......54

Şekil 4.12 Sabit boşalım gücünde süreye bağlı kaplama kalınlığı değişimi ……… .55 Şekil 4.13 Kaplı 30W parametreli vida elementel analiz ve SEM görüntüsü……... .56 Şekil 4.14 Kaplı 50W parametreli vida elementel analiz ve SEM görüntüsü……... .57

11

Şekil 4.15 45W 3 dk parametreli vida elementel analiz ve SEM görüntüsü……... .58 Şekil 4.16 45W 6 dk parametreli vida elementel analiz ve SEM görüntüsü…….... .59 Şekil 4.17 Kaplı 10ml/dk parametreli vida elementel analiz ve SEM görüntü…… .60 Şekil 4.18 Kaplı 20m/dk parametreli vida elementel analiz ve SEM görüntü…… .61 Şekil 4.19 Kaplı vidalarda ölçülen direnç değerleri tablosu ……………………… .62 Şekil 4.20 a)İşlem görmemiş vida b) 30W kaplanmış vida c) 30W aktive vida yüzey temas açısı ………………………………………………………... .63 Şekil 4.21 Titanyum vida yüzey temas açıları a) işlem görmemiş vida b) 45W kaplanmış vida c) 45W aktive vida……………………………………. ....63 Şekil 4.22 a) İşlem görmemiş vida b) 45W, 6 dakikada kaplanmış vida c) 45W dakikada kimyasal aktive edilmiş vida yüzey temas açısı …………..... .64 Şekil 4.23 a) işlem görmemiş vida b) 45W, 3 dakikada kaplanmış vida c) 45W, 3 dakikada kimyasal aktive edilmiş vida……………………………………..64 Şekil 4.24 Kimyasal aktivasyona göre yüzey temas açıları dağılım tablosu…....... .65 Şekil 4.25 Referans ( silikon) yüzeylerde kaplama ve kimyasal aktivasyon sonrası kalınlık ölçümü. a) 30W b) 45W c) 30W (aktive) d) 45W (aktive)……… 66 Şekil 4.26 Kimyasal aktivasyon sonrası yüzey topolojisi dağılım tablosu……… ….66 Şekil 4.27 30W 10 ml/dak 9 dk parametreli vida, a) elementel analiz, b) SEM görüntüsü, c) element değişim grafiği, d) elementel dağılım tablosu….. 67 Şekil 4.28 30W 10 ml/dak 9 dk aktive edilmiş vida, a) elementel analiz, b) SEM görüntüsü, c) element değişim grafiği, d) elementel dağılım tablosu … 67 Şekil 4.29 a) Titanyum vida b) Yüzeyi aktif vida kullanımı sonrası hücre gelişimi… …68

12

SİMGELER KISALTMALAR

AKM Atomik Kuvvet Mikroskobu

SEM-EDS Taramalı Elektron Mikroskobu-Enerji Dağılımlı Spektrometresi

HA Hidroksiapatit

I Akım

R Direnç

rhBMP-2 Rekombinant Kemik Morfogenetik Protein-2

W Watt ( güç birimi )

V Volt

13

1.GİRİŞ

Çalışmada hedef, cerrahi uygulamalarda kullanılan ve kemik fiksasyonları için tercih

edilen titanyum alaşım implantların yüzey özelliklerinin değiştirilmesi ile implantın

(omurga pedikül vidası) omurga ile integrasyonunu arttırarak özellikle füzyonun tam

sağlanamayacağı (osteoporoz vs) veya dinamik stabilizasyon, perkütan

enstrumantasyon gibi omurgalar arası füzyon planlanmayan olgularda, vidanın

zamanla omurga içerisinde gevşeyerek hareketlenmesi ve buna bağlı olarak

hastalarda tekrardan klinik bulguların çıkmasını ve tekrar cerrahiye gitmesini

engelleyecek vidaların geliştirilmesidir.

Osteointegrasyon; malzeme yüzeyi ile malzemenin yerleştiği bölgedeki kemik

dokusunun kaynaşmasıdır. Metal implantların (transpediküler vida, plak vidası vs.)

stabilize edici özellikleri, füzyon sağlanmadığı müddetçe bir süre sonra yetersiz

kalmaktadır. Osteoporotik (kemik erimesi gözlenen) omurgada vida çevresinde,

yeterli kemik trabeküler yapının olmaması bu osteointegrasyonun oluşmasını daha

da engellemekte ve zaman içerisinde, vidaların omurga cismi içinde gevşemesine

ve dışarı çıkmalarına daha çok sıklıkla neden olmaktadır. Bu noktada, vida

çevresinde kemik dokusu gelişiminin arttırılabildiği yeni implant malzemelerin

üretilmesi ve sağlık sektörüne sunulması, stratejik öneme sahip teknolojik bir değer

olarak karşımıza çıkmaktadır. Bunun için bilimsel olarak araştırılan yöntemler

(implant yüzeyini hidroksiapatit (HA) kaplama, kemik dokusu gelişimini stimule eden

biyomoleküllerin ortamda toz olarak uygulanması vs.) pahalı ve Türkiye’de HA

kaplaması teknolojik olarak yapılamamaktadır. Kemik erimesi gözükmeyen diğer

hastalarda da HA kaplı metal implant kullanımı,kaplamanın yorulma dayanımının

düşük olmasından kaynaklanan mekanik zayıflık, yüzeyden sıyrılması gibi

dezavantajlara sahiptir.

Şu an cerrahide, pratikte tercih edilen uygulama ise kemik dokusu gelişimini stimule

eden biyomoleküllerin, çıplak (kaplanmamış) implant yerleştirilmeden önce hasarlı

bölgeye toz olarak sürülmesidir. Burada tercih edilen madde, rekombinant kemik

morfogenetik proteinidir (rhBMP-2). rhBMP-2’lerin hücre siklusunu hem başlatma

14

hem de ilerletme fonksiyonları bulunmaktadır ve böylece hücre siklusunun farklı

aşamalarındaki etkileri aracılığıyla hücre proliferasyonu sürecinde düzenleyici

olarak rol oynamaktadırlar. İmplantların yerleştirilmesinden sonraki iyileşme

sürecinde de pek çok büyüme faktörü yaralanmanın olduğu bölgede ve

çevresindeki hücre aktivasyonunun moleküler düzenlenmesinin uyum içinde

olmasını sağlamaktadır. Ancak, tümüyle doğal (bu nedenle biyouyumlu) bu

proteinin, toz halinde omurilik bölgesine dökülmesi, hem maliyeti artırmakta hem de

kemikteki doz fazlalığından dolayı hala komplikasyonlar (heterotropik ossifikasyon,

osteoliz, enflamatuar kist formasyonları vs.) oluşturmaktadır. Bu nedenle tez

çalışması, bu problemlerin önlenmesi için plazma polimerizasyon teknigi ve rhBMP-

2’nin vida yüzeyine tutuklanması içerikli kolay uygulanabilir yeni bir yöntemi

önermektedir.

Plazma polimerizasyon kaplama tekniğiyle yüzey modifikasyonu esnasında farklı

güç, süre ve monomer akışı parametreleri değiştirilerek farklı vida setleri

hazırlanmıştır. Sonrasında kaplanmış vida setleri karakterizasyon için çalışılmıştır.

Bir kısmı aldehitlenerek kimyasal aktivasyonu yapılmıştır. Bu yüzey karakterizasyon

testlerinin degerlendirilmesi sonrasında en uygun parametreler seçilmiştir. Bu

secilen parametrede plazma polimerizasyon teknigi ile modifiye edilen ve aktive

edilen, vidalara direkt rhBMP-2 tutuklanması ile implantların yüzeyi hazırlanmıştır.

Böylece hem uygulama aşamasında kolaylık sağlanacak hem de hasta, rhBMP-2

kaplı implantlar sayesinde kemik-omurga pedikül vida osteointegrasyonu

sağlanacağı için stabilizasyon güvenli olacak ve ameliyat revizyonuna gereksinim

çok azalacaktır.

15

2. GENEL BİLGİLER

2.1 Titanyum Biyomalzeme

Organ ve dokuların işlevlerini kısmen veya tümden üstlenmek üzere tasarımlanmış

malzemelere biyomalzeme adı verilmekte olup, bu malzemelerin biyolojik yönden

uyumlu olması, toksik ve karsinojenik olmaması, kimyasal açıdan inert ve stabil

olması, yeterli mekanik kuvvete sahip olması, yoğun bir yaşama uyum

gösterebilmesi, uygun ağırlık ve yoğunlukta olması, büyük miktarlarda işlenebilme

ve fabrikasyon kolaylığı göstermesi, ekonomik olması istenmektedir.

Biyomalzemelerin; fiziksel, kimyasal, mekanik, termal özelliklerinin iyi bilinmesi ve

doku ile allerjik, toksik, karsinojenik reaksiyon vermemesi istenir.Titanyumun,

biyomalzeme üretiminde kullanımı 1930’lu yılların sonlarıdır. Fiziksel ve kimyasal

açıdan üstün özellikler gösteren titanyum, 316 paslanmaz çelik ve kobalt

alaşımlarına göre daha hafif bir malzemedir. Özgül ağırlığı=4.5 gr/cm3, Erime

sıcaklığı 1680°C olan ve oda sıcaklığında sıkı dizilmiş hekzagonal kafes yapısına

sahip bir metaldir. Adını Yunan mitolojisinin güçlü tanrıları Titanlardan alır.

Titanyumun avantajları:

• Uzun süreli implantasyonda (deri içine yerleştirme) en iyi biyouyumluluk.

• Enjekte maddelerle birlikte, kimyasal reaksiyona girme olasılığı en azdır.

• Manyetik olmadığından, MR (Magnetik Rezonans) için uyumludur.

• Yoğunluğu düşük olduğundan dolayı, hafif ağırlıktadır.

• Hipoalerjiktir (alerjik özelliği az).

Son yıllarda titanyum ve titanyum alaşımlarının, medikal ve dental uygulamasında

ciddi bir artış görülmektedir. Metalin, dayanıklılık ve rijit yapısı, düşük özgül ağırlığı

ve göreceli hafif oluşu, yüksek ısılara dayanıklılığı ve korozyona karşı direnci

kullanımın bu özel alanlarda yaygınlaşmasına neden olmuştur. Son otuz yılda

metalin yeni işleme yöntemlerinin gelişimine paralel olarak biyomedikal ürünlerdeki

kullanımı artmaktadır [1].Titanyum çok reaktif bir metal olup, korozyona karşı

yüksek direncini, hızla oluşan bu koruyucu oksit tabakasına borçludur [2].

16

Neredeyse anında oksit olarak, metal yüzeyinde yaklaşık 10 nanometre

kalınlığında dirençli ve stabil oksit katmanı oluşur. Bu oksit katmanı kıymetli

metallerde olduğu gibi yüksek biyouyumlu bir yüzey ve korozyona karşın direnç

özelliği sağlar. Ayrıca bu oksit katmanı porselene kaynaşma, polimere yapışma ve

implantlarda plazma püskürtme veya çekirdek apatit ile kaplama yöntemlerine

katkıda bulunmaktadır [2].

Titanyum uzun süreden beri kemik içi implantı olarak kullanılmaktadır. Kemik içi

implantlar çubuk, post ve blade şeklinde saf veya alaşımlı titanyumdan

yapılmaktadır. İmplant yüzeyindeki oksit tabakasının inert etkisi, fizyolojik sıvı,

protein, sert ve yumuşak dokunun metal yüzeyini kavramasını sağlar.. Doku

tarafından kabul edilirliği yüksek olan titanyum, yerleştirildikten sonra vücudun bir

parçası haline gelir. Bu da implanta maksimum dayanım sağlamaktadır.

Titanyum Biyomalzeme Kullanım Alanları şu şekilde özetlenebilir;

* Etken madde salım sistemleri,

* Hücre yenilenmesi ve hücre transplantasyonunda uygulanışları,

* Ortopedik amaçlı kullanımlarıdır.

Bugün titanyum ve alaşımları protez eklem, cerrahi splint, damar stentler ve

bağlayıcıları, dental implant, kuron köprü ve parsiyel protez yapımında

kullanılmaktadır. Metalin mekanik özelliklerini geliştirmek için; örneğin,

alüminyum, vanadyum ve demir gibi metallerle alaşımı yapılır [3].

2.1.1 Titanyum biyomalzeme-biyouyumluluk ilişkisi: Fizikokimyasal özelliklerin yanında istenen biyolojik özellikleri taşımayan

biyomalzemenin başarısından söz etmek imkansızdır. Bir biyomalzeme veya

implantın başarısı büyük oranda şu üç faktöre bağlıdır;

- İmplantın (yerleştirilen) özelliği ve kullanıldığı yere göre biyouyumluluğu - Kullanıcının durumu - Uygulamayı yapan kişinin becerisi [5]

17

Biyomalzemenin organizmaya uygulanışı uygun doku-polimer etkileşmesini de

beraberinde getirmektedir. Bu konuda birçok araştırma yapılmıştır. Kemik veya

dentin gibi kırılabilen materyaller yerine kullanılacak biyomalzemelerin, tüm

fizikokimyasal özellikleri dikkatle incelenerek seçilmelidir[6,7]. Biyomalzemelerin

istenilen mekanik özelliklerinin yanı sıra bu malzemelerin biyouyumluluğu vücut

uzuvları ve organlarının tedavisinde ve değiştirilmesinde oldukça önemlidir [2].

Ortopedik dokuyu destekleyecek sistemlerde (eklem protezleri, küçük veya büyük

protez birleştiricileri, kemikteki deformasyonu düzelten implantları vida, plaka vs.)

yoğunluklu olarak tercih edilen titanyum alaşımlarda, kemik dokusu gelişimi kritik

bir noktadır. Biyomalzeme, uygulandığı kemik dokuyla arada sınırlı fibröz bir doku

olmadan birleşir. Çoğu zaman biyomalzemeler uygulandıkları dokuyu, dokularda

kendilerine uygulanan metaryali etkilemek çabasındadırlar. Özellikle kemik içi

implant olarak kullanılacak tüm cerrahi biyomalzemelerde, canlı doku ile

malzemenin etkileştikten sonra (temas) kemik oluşumu da bir biyouyumluluktur

[4,8-9].

2.2 Kemik Dokusu Kemik dokusu, destek dokuları (Bağ, Kıkırdak, Kan, Kemik dokuları) arasında

gerçek anlamda destek görevi yapan dokudur. Merkezi sinir sistemi, akciğer,

kemik iliği gibi yumşak doku ve organlar kemik dokusunun oluşturduğu kemikler

tarafından desteklenir ve korunurlar. Organizmaya biçim kazandıran ve yükünü

taşıyan iskelet sisteminide kemikler oluşturur [10]. Bunlar dışında kan hücrelerinin

yapıldığı kemik iliğini içermesi ve metabolik önemi olan kalsiyum deposu olarak ele

alınacak olursa, kemiğin destek dokusu olma dışında da önemli rolleri olduğu

ortaya çıkar.Kemiklerin kırılması durumunda kendilerini tamir edebilme kapasiteleri

çok iyi gelişmiştir ve böylece bozulan bölgede yeni kemik dokusu oluşturularak

bölgenin fonksiyonları eskisi gibi yerine getirilir. Kemik dokusu beslenme,

metabolik, endokrin (hormonal) ve mekanik koşullara çok duyarlı bir dokudur.[11].

Kemiğin kompakt ve spongiyöz olmak üzere iki ayrı formu vardır. Kompakt kemik

sıkı tertiplenmiş, boşluk içermeyen bir dokudur. Spongiyöz kemik dokusunun ise

18

gevşek, labirent veya bol boşluklu tarzda bir görünümü vardır. Bu boşluklar kemik

iliği ile doludur. Vücudun femur gibi uzun kemik içeren bir ekstremitesi ele alınacak

olursa, bu kemiğin iki uç tarafı veya eklemlerinin bulunduğu bölge epifiz, bunların

arasında yeralan uzun bölgeye ise diyafiz adı verilir. Epifiz bölgesi aynı zamanda

kemiğin oluşumunda rol oynar (epifiz plağı). Epifiz kısmı ince kompakt kemikle

kaplı olup spongiyöz kemik dokusundan yapılmıştır. Diyafiz bölümü ise kompakt

kemik dokusundan yapılmıştır. Diyafizin ortasında da kemik iliği bulunur. Kemikler

genellikle periosteum adı verilen ve osteojenik (kemik oluşturabilme) aktivitesi olan

bir bağ dokusuyla çevrilidir. Periosteum eklem kıkırdağında bulunmaz. Diyafizdeki

kemik iliği kavitesi ve spongiyöz kemikteki boşlukların etrafı ince bir bağ dokusuyla

çevrilidir. Bu yapı endosteum adını alır ve osteojenik aktiviteye sahiptir. Kemik

dokusu kıkırdağın aksine bol damarlıdır. Ancak martiksinin sert olması difüzyona

elverişli değildir. Dolayısıyla dokunun beslenmesi kanaliküllerle olmaktadır. Bu

kanaliküllerin içinde kemik hücreleri yerleşmiştir [12].

2.2.1 Füzyon ( kaynama )

Spinal füzyon, kemiksel birleşmeyle iki omur arasındaki anormal hareketin

önlenmesi, yani iki omurun kaynaştırılmasıdır. Füzyon omurga cerrahisinin en sık

yapılan girişimlerinden birisidir. Çok çeşitli uygulama yöntemi olan füzyon

cerrahisinde temel amaç, hareketleri ağrı kaynağı olduğu düşünülen vertebra

segmentlerini hareketsiz hale getirmektir. Hareketi ortadan kaldırmak ve yük

dağılımı dengelemek için enstrüman yardımı ile veya enstrüman yardımı

olmaksızın çok çeşitli füzyon teknikleri geliştirilmiş ve her tekniğin klinik etkinlikleri

çeşitli klinik çalışmalar ile gösterilmiştir [16]. Kronikleşmiş bel ağrısı için en fazla

kullanılan füzyon teknikleri posterolateral ve interbody füzyon teknikleridir. İki

vertebra korpusu arasında intervertebral disk aralığına yapılan füzyon yöntemine

interbody füzyon denir. İnterbody füzyon tekniklerinde amaç yükün en fazla bindiği

anterior kolonda yük taşıma prensiplerine uygun en geniş füzyon alanını

sağlamak, disk yüksekliğini ve spinal aks dizilimini restore etmektir. Girişim yönüne

göre isimlendirilen interbody füzyon tekniklerinden Posterior İnterbody Lomber

Füzyon (PLIF), Transforaminal Lomber İnterbody Füzyon (TLIF) ve Anterior

İnterbody Lomber Füzyon (ALIF) en fazla kullanılan interbody füzyon

19

yöntemleridir. İlk lomber interbody füzyon işlemi spondilolistezis olguları için

1930’larda tanımlanmıştır [16]. 1950’lerde lomber posterior girişim ile laminektomi

sonrası interbody füzyon tanımlanmış ve posterior interbody füzyon olarak (PLIF)

isimlendirilmiştir [17]. Daha sonraki dönemde sinir kökü retraksiyonunu minimal

düzeye indirmek için transforaminal interbody füzyon (TLIF) ve extreme lateral

interbody füzyon (XLIF) teknikleri tanımlanmıştır [17,18]. Ancak teknik birtakım

zorluklar içermesi, artmış kanama miktarı, ameliyat süresini uzatması ve minimal

invaziv girişim mantığıyla çok örtüşmemesi nedeniyle alternatif yöntemlerin

bulunması gereklidir. Füzyonda amaç, implantlarla sabitlenen omurga hareket

kısıtlılığının uzun dönemde devamını sağlamaktır. Usulüne uygun yapılmış bir

füzyon cerrahisinden sonra vidalar, yaklaşık ilk 6 ay-1 yıla kadar vertebra

hareketlerini engellerken, bu arada kemik füzyon gelişmekte ve 1. yılın sonuna

doğru vertebra hareketlerini engelleyen ana etken olmaktadır. Bu dönemden sonra

vidalara herhangi bir yük binmemekte ve buna bağlı olarak da vida ile ilişkili

herhangi bir komplikasyon yaşanmamaktadır. Eğer bu 6 ay-1 yıllık süre içinde

yeterli kemik füzyon gelişmezse vidalara binen yüklenme devam etmekte ve buna

bağlı olarak vidalar gevşemekte, yerinden çıkmakta veya kırılmaktadırlar.

Osteoporotik olgularda füzyon cerrahisi belli başlı bir sorundur. Bu hasta grubunda

hem füzyon yetersiz ve uzun sürede oluşurken hem de vidalar çok daha erken

dönemde kemik içerisinde hareketlenmektedirler. Buna bağlı klinik şikayetler

ortaya çıkmakta ve gerekirse revizyon cerrahileri yapılmaktadır. Bu nedenle vida

başına düşen yükü azaltmak için uzun segment enstrumantasyonlar yapılmakta,

bu da cerrahi süreyi, morbidite ve mortaliteyi arttırmaktadır. Kemik morfogenetik

protein klasik spinal füzyon cerrahilerinde topikal olarak kullanılmaktadır. Fakat

hem kullanılış şekli hem de kullanma miktarının yüksek olması nedeniyle sinir

kökleri çevresinde aşırı kireçlenmeye bağlı komplikasyonlara neden olmaktadır.

Ayrıca ekonomik olarak da pahalı bir füzyon materyalidir.

20

2.2.1.1 Interbody (vücut içi) füzyon malzemeleri

Tüm diğer spinal cerrahi işlemlerinde olduğu gibi füzyon için ilk başlarda sentetik

veya kadavra kemikleri yaygınlaşmadan önce otogreftler kullanılmıştır. Özellikle

iliak kanattan trikortikal greft materyali alımına bağlı kanama, ağrı komplikasyonlar

bildirilince allogreftler devreye girmiştir. Teknolojinin gelişimi ile çeşitli interbody

kafesler üretilmiş ve hızla yenileri üretilmeye devam edilmektedir.

Literatürde ALIF için füzyon tartışmaları daha çok kullanılan kafes veya füzyon

materyallerinin karşılaştırılması yönünde değil, ALIF ek olarak yapılacak

stabilizasyon tekniklerinin füzyona yapacağı katkı yönündedir.Stabilizasyon ve

füzyon için neyin tercih edileceği cerrahin seçimine bağlıdır [14].

2.2.1.2 Füzyon ve klinik iyileşme

Füzyon oranları ile ilgili çok farklı literatür bilgileri vardır. Yalnız başına ALIF

uygulaması ile posterior enstrümantasyon ile kombine edilen seriler

karşılaştırıldığında kabul edilebilir füzyon oranları vardır [15]. İnce kesit BT ile

füzyon taramasında sadece ALIF işlemi yapılan olgularda %51, ALIF işlemine ek

translaminar vida uygulanan olgularda %58, bilateral transpediküler vida ile

desteklenen olgularda %68 füzyon oranı saptanmış 1). Sonuç olarak tek başına

ALIF’in kullanıldığı olgularda füzyon oranı ek stabilizasyon tekniği kullanılan

serilere göre daha düşüktür. Uzun dönemli klinik iyileşmeyi ölçen yayınlarda, 10

yıllık izlem sonunda %70’e ulaşan klinik iyileşme oranları bildirilmektedir (18).

Sonuç olarak klinik ve/ya radyolojik füzyon gelişen hastaların şikayetleri belirgin

şekilde gerilerken, bir şekilde füzyon gelişemeyen hastalarda implant problemleri

ve buna bağlı tekrarlayan revizyon cerrahisi geçirme olasılıkları artmaktadır.

Füzyon gelişmediği durumlarda, implantlara binen aksial yüklenme devam ettiği

için vida kemik integrasyonu bozulmakta, vidalar kemikler içinde hareket etmeye

başlamakta ve buna bağlı olarak da ciddi ağrılara ve sorunlara neden

olmaktadırlar.

21

2.2.1.3 Dinamik stabilizasyon

Her ne kadar füzyon cerrahisi günümüzde altın standart olarak görülmekteyse de ,

füzyon cerrahisine bağlı ortaya çıkan komşu segment hastalığı ve implant

problemleri gibi belli başlı komplikasyonların görülmesi, kaynamamaya bağlı

tekrarlayan cerrahi olasılıklarının ortaya çıkması ve omurga biyomekaniğinin daha

iyi anlaşılması ibreyi dinamik stabilizasyona doğru kaydırmıştır.

Dinamik stabilizasyonda amaç, instabil segmentin hareket kabiliyetini tamamen

yok etmeden omurga stabilizasyonunu sağlamaktır. Bu nedenle klasik kemik

füzyon yapılmaksızın sadece enstrumantasyon yapılmaktadır. Burada kullanılan

vidaların çoğunluğu hidroksiapatit (HA) kaplıdır. Vida kemik integrasyonunu

arttıran HA kaplaması pahalı bir metod olmakla birlikte ülkemizde yapılmamaktadır

2.2.1.4 Minimal invaziv cerrahi Cerrahi uygulama gerektiren tüm tedavilerde MIS(=minimal invaziv surgery) yada

sağlam dokuya en az zarar veren cerrahi yöntemler tercih edilir.

Böylece;

• Ameliyatlar, geniş kesi yapılmadan gerçekleştirilir. Deri yüzeyinde estetik

açıdan rahatsız eden izler kalmaz.

• Kanama ve enfeksiyon riski açık cerrahiye oranla daha azdır. • Tedavi imkanı ve başarısı artar. • Girişim sonrası hastanın ağrısı daha az olur ve daha az ağrı kesici kullanır. • Hastanede kalış süresi daha kısadır. Hastanın ayağa kalkma ve normal

fiziksel aktivitesine kavuşması daha kolay ve hızlı olur. Hastanın işine

yeniden dönebilme süresi ameliyatın türüne göre değişmekle birlikte daha

kısadır [19].

Minimal invaziv bir teknik olan Nuss yöntemi 1987’de Donald Nuss tarafından

tanımlanmıştır [20]. Bu yöntem kısa operasyon süresi, kozmetik oluşu, hastanede

kalış süresinin kısalığı ve hasta memnuniyeti nedeniyle spinal cerrahisine yeni bir

22

bakış kazandırmış ve tercih edilmesine sebep olmuştur. Minimal invaziv spinal

cerrahi, konvansiyonel açık cerrahilerle karşılaştırıldığında, aynı klinik sonuçları

sağlayabilmek ve bunun yanında konvansiyonel metotlarla yapılan cerrahi

sırasında oluşabilecek iyatrojenik (hekim kaynaklı) yaralanmaları ve

komplikasyonları en aza indirmek amacını taşımaktadır. Mikroskop, endoskop ve

lazer teknolojilerinde çok belirgin olan ilerleme, görüntüleme yöntemlerinin

kılavuzluğunda cerrahi yapabilme imkanı ile spinal cerrahi uygulamalarında

minimal invaziv girişimlerin sayısı artmaktadır [20].

2.3 Kemik Morfogenetik Protein (Bone Morfogenetik Protein –rhBMP)

BMP’ler, embriyonik gelişim ve rejenerasyon sürecinde kıkırdak ve kemik

oluşumunda güçlü düzenleyicisidir. 1965 yılında Marshal Urist iskelet dışı

bölgelere yerleştirilen dekalsifiye kemik matriksinin (Demineralized Bone Matrix,

DBM) kemik formasyonu indüksiyonu yaptığını göstermiştir. Embriyojenik kemik

gelişimi sırasında görülen morfogenezis, iskelet dışı bölgelere implante edilen

DBM’nin indüksiyonu ile tekrar edilebilmekte ve doğal kemik oluşumu

sağlanabilmektedir. Demineralize kemiğin osteoindüktif potansiyelinin temelinde

kemik matriks proteinleri özellikle de Bone Morphogenetic Proteinler (BMP) yer

almaktadır. Demineralize kemik bütün BMP türlerini bilinmeyen oranda içerisinde

bulundurmaktadır.[21,22] DBM kemik greft materyali olarak geniş kullanım alanı

bulmuştur, fakat osteoindüktif kapasitesi her zaman tartışılmıştır. Schwartz ve

arkadaşları tarafından yapılan çalışmada DBM’nin kemik indüktif özelliklerinin az

olmasının sebebi yeterli miktarda BMP içermemesine bağlanmıştır. BMP’ler

transforming growth factor beta (TGF-β) superfamily’nin üyesidir. Günümüzde 15

adet BMP tanımlanmıştır. Aminoasit diziliş benzerliklerine göre altgruplara

ayrılmışlardır. BMP-2 ve 4 birinci altgrubu, BMP-5 ve 8 ikinci altgrubu

oluşturmaktadır. BMP-2, BMP-4 ve BMP-7’nin en etkin osteoindüktif özelliklere

sahip olduğu tespit edilmiştir. Bu proteinler arasında bone morphogenetic protein-

2’nin osteoindüktif özelliği en fazla olan protein olduğu görülmüştür [23]. Yapılan

çalışmalar; BMP’lerin birçok doku ve organın oluşumunda erken morfogenezis

sırasında olan epitelial mezenşimal etkileşimlerde morfogenler olarak rol

oynadıklarını göstermiştir. Suzuki ve arkadaşları BMP-2’nin gelişmekte olan diş

23

jermlerinde, çene kemiğinde, çizgili ve düz kaslarda, spinal kord, nasal, trakeal ve

özefegal epitelde lokalize olduğunu belirlemiştir. Embriyojenik hücrelerin BMP’lere

cevap vererek kartilaj ve kemik hücrelerine diferansiye olmaları da, BMP’lerin

embriyojenik iskelet sisteminin oluşmasında rol aldıklarını göstermektedir. BMP’nin

osteovenik etkisi direk olarak olgun olmayan ,primitif hücreler üzerinedir. Olgun

osteoblastların BMP’ye cevap verme yeteneğini kaybettikleri tespit

edilmiştir.Yetişkin memelilerde BMP osteoblastlar ve osteositler tarafından sentez

edilmekte ve primer olarak kemik ve dentinde yer almaktadır. 1988 yılında Wozney

BMP’nin DNA zincirinin klonlanmasını gerçekleştirmiş ve bu işlemle BMP’lerin

rekombinant olarak istenilen miktarlarda üretilebilmesi sağlanmıştır. Klinikte,

BMP’nin rekombinant formunun pürüfiye edilerek elde edilen formundan daha

güvenli olarak kullanılabileceği düşünülmektedir. Bessho ve arkadaşları tarafından

yapılan çalışmada rekombinant insan kemik protein-2’nin (rhBMP-2) ve insan

kemik matriksinden pürüfiye edilerek elde edilen rhBMP-2’nin kemik indüktif

özellikleri karşılaştırılmış ve sonuç olarak rekombinant olarak elde edilen BMP’nin

pürüfiye olarak elde edilenin onda biri oranında aktivite gösterdiği tespit

edilmiştir.[22,23] Günümüzde rekombinant human bone morphogenetic protein-

2’nin (rhBMP-2) çoğunluğu chinese hamster over hücreleri kullanılarak elde

edilmektedir. Esherichia coli veya chinese hamster over hücreleri kullanılarak elde

edilen rhBMP-2’nin osteoindüktif özelliklerinin karşılaştırılması sonucunda iki

proteinin indüktif aktivitelerinin benzer olduğu görülmüştür. BMP tarafından

sağlanan osteoindüksiyonun klinik olarak kullanılmasında beş çeşit iskeletsel

rekonstrüksiyon metodu bulunmaktadır. Birinci metod BMP’nin direk olarak

iskeletsel defekt bölgesine uygulanmasıdır. İkinci metod BMP sadece kemik grefti

kullanılarak iskelet augmentasyonunun sağlanmasıdır. Üçüncü metod defektten

uzak bir bölgede BMP indüksiyonu ile kemik oluşturulması ve bu kemiğin serbest

kemik grefti olarak kullanılmasıdır. Dördüncü metod BMP indüksiyonu ile

oluşturulan kemiği de içeren flebin kullanılmasıdır. Üçüncü ve dördüncü metod

rekonstrüktif operasyon öncesi BMP tarafından osteoindüksiyonun sağlanabilmesi

için belirli bir zaman gerektirmektedir. Beşinci metod donor bölgeye BMP

sürülmesi ve aynı zamanda konvansiyonel kemik greftinin, serbest kemik greftinin

veya vaskularize kemik greftinin uygulanmasıdır [21].

2.5 P

Plaz

olara

elekt

Plaz

dola

halin

man

en ç

tür p

(RF)

Şeki

yapa

belir

ener

dalg

değe

gerç

Çok

iyon

pota

gaz

Plazma Po

zma terimi

ak tanımla

tron, uyarı

zma madde

yı madden

ndeki mad

nyetik ve e

çok kullanıl

plazma için

) veya mikr

il’2.1de yü

an uyarıcıl

rli bir eşik

rjiyi üreten

asının sa

erin üze

çekleştirileb

Şe

sayıda yü

ize bir gaz

ansiyel fark

ile dolduru

olimerizas

, ilk defa

anmıştır.

lmış atom,

enin katı,

nin dördünc

ddeye ene

lektrik ene

an ve en ö

n güç kay

rodalga fre

üzey mod

ar gösteril

değerin ü

n kısım R

hip olduğ

rindedir

bilir.

ekil 2.1. Yü

üksüz gru

z olan pla

k uygulanm

ulmakta ve

syon Yönte

1929’da L

İyonlarına

, foton, nöt

sıvı ve ga

cü hali ola

erji verme

erjisi şeklin

önemli olan

ynakları do

ekansıdır (M

ifikasyonu

mektedir.

zerinde en

RF jenera

u enerji y

ve mad

zey modifi

p ile eşit

azma bir h

ması sonuc

potansiye

24

emi

Langmuir t

ayrılmış

tral atom v

az hallerin

arak da ifad

k gerekir.

nde vermek

n elektrik b

oğru akım

MW).

gerçekleş

Yüzey mo

nerji uygul

törüdür. B

yüzey mo

dde üzer

ikasyonund

konsantra

hücre içine

cu oluşma

el fark sonu

tarafından

gaz olan

veya molek

den olduk

de edilir. P

Gerekli

k mümkün

boşalmasıy

(DC), düş

ştirilirken

odifikasyon

lanmalıdır.

Bu kısım

odifikasyon

rinde iste

da kullanıla

asyonda po

e yerleştiri

aktadır. Hü

ucunda rad

iyonlarına

n plazma,

kül içeren b

kça farklılık

lazma hali

olan bu e

dür [28]. B

yla plazma

şük frekan

yüzeye et

nu gerçekle

Bizim tek

sayesinde

u yapılma

enildiği g

an uyarıcıl

ozitif ve n

lmiş iki ele

cre, basın

dyasyon ile

a ayrılmış

içerisind

bir karışım

k gösterme

ine geçiş iç

enerjiyi, ıs

Bunlardan

a elde etme

ns, radyo f

tkiyenler v

eştirilebilm

kniğimizde

e oluşturu

ası gereke

gibi deği

ar

negatif yük

ektrot aras

ncı değişeb

e katottan a

bir gaz

e iyon,

dır [27].

esinden

çin, gaz

sı, ışın,

pratikte

ektir. Bu

frekansı

ve giriş

mesi için

, de bu

lan RF

en eşik

işiklikler

k içeren

sına bir

bilen bir

ayrılan

25

elektronlar gaz atomları ya da molekülleri ile çarpışmayı hızlandırmaktadır.

Çarpışmalar tahrik olan atomlara hız kazandırmaktadır. Bu süreç ‘Yük boşalımı’

olarak adlandırılmaktadır. Genel olarak, malzeme yüzeyleri ile yük boşalımı

plazmasının reaksiyonları üç başlık altında özetlenmiştir;

a)Yüzey reaksiyonları: Gaz fazında bulunan türler ile yüzeydeki türler arasındaki

reaksiyonlar ve sadece yüzeydeki türler arasındaki reaksiyonlar yüzeyde sırasıyla

fonksiyonel gruplar ve çapraz bağlar oluşturmaktadırlar. Bu tür reaksiyonların

örnekleri, argon, amonyak, karbonmonoksit, karbondioksit, flor, hidrojen, azot,

azotdioksit, oksijen ve suyla gerçekleştirilen plazma işlemlerini içermektedir.

b)Plazma polimerizasyonu: Organik bir monomerin polimerizasyonu yoluyla

materyal yüzeyinde ince bir film oluşumu plazma polimerizasyonu prosesini

oluşturur. Plazma polimerizasyonu, gaz fazındaki türler arasındaki reaksiyonları,

gaz fazındaki türler ile yüzeydeki türler arasındaki reaksiyonları ve sadece

yüzeydeki türler arasındaki reaksiyonları içermektedir. Plazma

polimerizasyonunun mekanizması, gaz faz ve yüzeyde meydana gelen

reaksiyonların her ikisini de içeren polimerizasyon prosesin karmaşıklığı nedeniyle

henüz yeterince anlaşılamamıştır. Ortamda mevcut olan çeşitli reaktif gruplar

(örneğin, iyonlar, serbest radikaller v.s) plazma polimerizasyon reaktöründe

monomerin polimerizasyonuna katkıda bulunur.

Plazma polimerizasyon, düşük basınç altında ya da atmosferik basınç ortamındaki

organik gaz veya buharın yük boşalımına maruz bırakılmasıyla oluşur. Plazma

polimerizasyon, monomerin akış oranına, sistemin basıncına, boşalım gücüne

başlangıç monomerinin reaktivitesine, tetikleme sinyalinin frekansına ve substratın

sıcaklığına bağlıdır.

c)Temizleme ve yüzeyden kopmalar (ethcing): Bir materyal yüzeyinde bulunan

maddeler yüzeyden uçucu ürünler oluşturulmak koşuluyla kimyasal reaksiyonlar ile

fiziksel kopmalar şeklinde uzaklaştırılırlar. Yüzeylerde varolan organik bulaşıların

uzaklaştırılması için oksijen içeren plazmalar kullanılmaktadır.

26

Plazma polimerizasyonu, monomer moleküllerindeki kimyasal bağların kırılması ile

devreye girdiğinden, plazma ile doymuş bağlar da polimerize edilebilir. Plazma

polimerleri, sıvı fazda üretilmiş analog polimerlere oranla genel olarak daha az

düzenli bir molekül yapısına ve daha yüksek çapraz kaplama derecesine sahip

boşluksuz özelliktedir [28]. Plazma ortamında yani yük boşalım ortamında

polimerize edilmiş filmler delikli yapıda olmayan, çok iyi çapraz bağlanmış,

kimyasallarda çözünmeyen, ısıl bakımdan stabil, kimyasal olarak tepkime

vermeyen, fiziksel olarak da sağlam yapıdadır. Bunların yanı sıra filmler oldukça

tutarlı, birbirine yapışık ve cam- metal-polimer vs. yüzeylerde kullanılabilir

yapılardır. Tüm olumlu özelliklerinden dolayı son yıllarda biyomalzemelerin

yüzeylerine plazma polimerize edilmiş film kaplanması farklı kullanım alanlarında

ve yüzeylerde denenmektedir [29]. Plazma polimerizasyonu organik ve

organometalik kimyasal malzemeler içeren çok ince polimer tabakaların (10Ǻ-

1µm) üretilebildiği tek tekniktir. Ayrıca bu tip tabakalar genellikle, içinde geleneksel

polimerlerin, metal ve cam yüzeylerinde olduğu birçok substrat ile tutarlı ve

uyumludur. Uygun plazma yüzey işlemi ve ortamda kullanılan monomer seçimi ile,

optik yansıma, adezyon, sürtünme katsayısı, yüzey enerjisi (ıslaklık ve su iticiliği),

geçirgenlik, yüzey iletkenliği ve sıradan polimerlerin biyouyumluluğu gibi yeni

özellikler elde edilebilir. [30].

2.5.1 Alternatif yüzey modifikasyon yöntemleri ile karşılaştırılması

Plazma polimerizasyonunun avantajları standart kaplama yöntemleri ile

karşılaştırıldığında belirgin bir biçimde ortaya çıkmaktadır. Bir yüzeyin, uygun bir

polimerle standart yöntemler kullanılarak kaplanması şöyle bir işlem sırasını

gerektirir.

• Yüzeye kaplanacak polimerin veya öncü polimerin sentezi

• Sentezlenen polimerin uygun çözücüde çözünmesiyle kaplama çözeltisinin

hazırlanması

• Kaplanacak yüzeyin temizlenmesi

• Kaplama işleminin gerçekleştirilmesi

• İşlem sonrası yüzeyin kurutulması

27

• Kaplamada oluşacak gerilimlerin yok edilmesi için ısıl işlem uygulaması

(iyileştirme)

Geleneksel polimerizasyon işlemlerine göre plazma polimerizasyonunun avantajı

açıktır, bütün bu yukarıdaki basamaklar tek aşamada gerçekleştirilir. Bu sayede 24

saat gibi uzun süreler yerine 1 saatten az bir sürede polimerizasyon gerçekleştirilir.

Plazma Polimerizayon yönteminin diğer avantajları;

• Plazma polimerizasyonu ile bir ön koşul aranmaksızın tüm organik bileşikler kullanılarak materyal yüzeylerinin değiştirilmesi, yöntemin en önemli avantajıdır.

• Diğer kaplama yöntemleriyle karşılaştırıldığında, çok ince ve çok daha

homojen kalınlıkta kaplama sağlanabilmektedir.

• Proses son derece temizdir, bir başka ifadeyle klasik proseslerde kullanılan

çözücüler, başlatıcılar, stabilizörlere, vb. burada gerek olmadığından ürün

çok saftır. Bu özellikle tıp uygulamalarında önemli bir avantaj olarak

vurgulanmaktadır.

• Substratların sadece en dışta bulunan tabakalarının modifikasyondan

etkilenmesidir. Böylece, modifiye edilen substratların yığın özellikleri

değişmediğinden yüzey özellikleri kontrollü bir şekilde modifiye

edilebilmektedir.

• Proses çözücü kullanımını gerektirmez.

• Karmaşık geometrili malzemelerin kaplanması mümkündür.

• Ultra-ince gözeneksiz filmler hemen hemen tüm malzemeler üzerine

kaplanabilir. Örneğin; fiber, polimer, metal, cam vs…

• Kaplanmak istenen malzeme düşük gaz basıncı altındaki kapalı sistem

içine yerleştirilir. Dolayısıyla diğer kaplama tekniklerine göre kaplanan

yüzey daha steril olmaktadır.

• Kaplanacak yüzeye iyi yapışma kabiliyetine sahiptir [31].

2.5.2 Plazma polimerizasyon yöntemininde biyomalzeme uygulamaları

Biyomalzemeler, insan vücudundaki canlı dokuların işlevlerini yerine getirmek ya

da desteklemek amacıyla kullanılan doğal ya da sentetik malzemeler olup, sürekli

olarak veya belli aralıklarla vücut akışkanlarıyla temas ederler. Biyomalzemeler,

28

insan vücudunun çok değişken koşullara sahip olan ortamlarında kullanılır.

Biyomalzemelerin tüm bu zor koşullara dayanıklı olması gerekir. Son 30 yıl içinde

biyomalzeme/yüzey etkileşimlerinin anlaşılması konusunda önemli bilgiler elde

edilmiş bulunmaktadır. Biyouyumlu, yani 'vücutla uyuşabilir' bir biyomalzeme,

kendisini çevreleyen dokuların normal değişimlerine engel olmayan ve dokuda

istenmeyen tepkiler (iltihaplanma, pıhtı oluşumu, vb) meydana getirmeyen

malzemedir. Yüzey uyumluluğu, bir biyomalzemenin vücut dokularına fiziksel,

kimyasal ve biyolojik olarak uygun olmasıdır. Yapısal uyumluluk ise, malzemenin

vücut dokularının mekanik davranışına sağladığı optimum uyumdur. Biyomalzeme

yüzeylerinin mikroorganizmalar ile kontamine olması kullanım açısından zorluk

taşımaktadır. Mikroorganizmalar biyomalzeme yüzeyinin yakınına ulaşabilecek bir

yol buldukları zaman , “biyofilm” olarak adlandırılan mikrobik topluluğun

yapışmasına yol açan çok aşamalı bir süreci başlatırlar. Mikroorganizmaların, bu

yüzeylerden tamamen uzaklaştırılamaması durumunda yüzeyde biyofilm

oluşumuna neden olmaktadır. Ortamda bulunan protein gibi makromoleküllerin

yüzey tarafından adsorblanması hücrelerin ve bakterilerin yüzeye tutunmasını

kolaylaştırmaktadır.Literatürde biyofilm oluşum mekanizmaları göz önünde

bulundurularak çeşitli yüzeyler için mikroorganizma birikimini engelleyecek bir

takım stratejiler geliştirilmiştir. Genelde protein adsorbsiyonu ve hücre

yapışmasına dayanıklı yüzeyler geliştirmek için materyal yüzeyinin pürüzsüz,

yüzey enerjisi düşük ve hidrofilik karakterde olması gerekmektedir. [36,37-38].

Ayrıca bu tekniğin, kalp damar cerrahisi alanında biyomalzemelerin kanla

uyumunu arttırma, gibi farklı kullanımları da mevcuttur.

Biyomalzeme uygulamalarında implantın vücut sıvısının ile yapacağı sürekli

etkileşimlerin korozif etkilerine maruz kalmadan ve bağışıklık sistemi tarafından

reddedilmesinin önüne geçilerek, doku gelişiminin maksimum düzeyde

gerçekleşmesi açısından son derece önemlidir.Örneğin titanyumun yüksek

biyouyumluluğuna rağmen, cerrahi olarak yerleştirildikleri bölgelerde doku

gelişimini destekleyici yüzey kaplamalarının kullanıldığı, literatürdeki çalışmalardan

bilinmektedir. Literatürde plazma polimerizasyon tekniği ile titanyum malzeme

üzerinde hidroksiapatit kaplamasının yapıldığı, malzeme üzerinde plazma iyon

implantasyonu ile oksit tabakanın oluşturulduğu gibi örnekler mevcuttur [39].

29

Bunların dışında doku mühendiliği ve ilaç salım sistemlerine bakıldığında tam tersi

bir strateji ile doku iskelesi olarak üretilen biyomalzemelerin hücre adhezyonunu

geliştirme, hücre spesifik biyoaktif ligandlarını yüzeye tutuklamaya uygun gruplar

oluşturmak, proliferationı geliştirmek, anti-kanser ilaçlarını, enzim, sitokin ve

polisakkaritleri tutuklayabilecek yüzey özelliğinde kontrollü ilaç salım matriksleri

geliştirme ile ilgili yük boşalım tekniği ile modifikasyon çalışmaları da

yürütülmektedir.

2.6. Osteintegrasyon Geliştirici Çalışmalar

Kemik indüksiyonunu sağlayan proteinlerin izolasyonu 1973’lerde gerçekleşmiştir.

1993-1997 arasında labarotuvarlarda yapılan çalışmalarda hayvanlardan üretilen

rhBMP’nin, dışarıdan uygulanması ile omurga kemiklerini etkili bir şekilde

geliştirdiği gösterilmiştir.İnsan BMPs büyüme faktörü direkt kullanıldığında

mezenkimal hücreler kondro progenitör ve osteoprogenitör hücrelere farklılaştığı

gösterilmiştir. BMP-2 ve BMP-7inin direkt cerrahi yerleştirlen implantın kullnımı

sırasında sürülerek uygulanması değerlendirilmiştir. (Cochran et al). Çalışmanın

sonucunda implant çevresindeki defektlerdeki yeni kemik oluşumunun zamana,

taşıyıcıya, bariyer membranın yeri ve rhBMP-2 ‘nin bulunmasına bağlı olduğunu

söylemiştir. Cook ve Rutherford yeni çekim yapılmış bölgelere OP-1 içeren

implantlarin etkilerini değerlendirmiştir. İki çalışmanın sonucunda da yeni kemik

oluşumu protein ile uyarılmıştır. Fiorellini ve arkadaşlarının 2001’de osteoindüktif

peptid olan insan kemik morfogenetik protein-2 (rhBMP-2) kullanarak kemik

yapımının artmasını göstermişlerdir [40]. Çalışmada önce çift taraflı mandibular

premolarlar çekilmiştir. Xiang ise sığır BMP’nin kontrol grubuyla

karşılaştırıldığında, aktif ajan ile tedavi edilen implantlarda kemik formasyonunun

daha hızlı ve yeni kemik implant yüzeyine adapte olmaktadır. Lynch ’da büyüme

faktörlerinin derivasyonlarından oluşan kombinasyon ve insülin benzeri büyüme

faktörü -1’de kan model üzerinde benzer sonuçlar elde etmiştir [39]. İmplantın

iyileşme dönemini kısaltmak için elektrik alan (capacitively coupled electric fields)

(CCEF) oral implantlarda kullanılmıştır. 1985’de CCEFne tedavisinin osteogenezi

stimule ettiği Brighton ve Pollock bildirmiştir. Ochi ve arkadaşları CCEF

kullanımının; tavşanların femurlarına yerleştirilen implantların çevresindeki kemik

30

yapımını uyardığını bildirmişlerdir. Shigino ve arkadaşları köpek mandibulası

üzerindeki çalışmalarında benzer sonuçlar elde etmişlerdir. Tokohino ve

arkadaşlarının CCEF ile ilgili son araştırmada, köpek mandibulasına implant

uyguladıktan sonra 14. ve 21. günlarde okluzal yükleme yapılmıştır. Çalışmanın

sonucunda erken loading artırılsa bile CCEF uygulanımının implant yakınında

yoğun kemik yapımının arttırdığını, CCEF uygulamanın osteogenezisi arttırdığını

belirtmişlerdir .Ancak, tümüyle doğal (bu nedenle biyouyumlu) bu proteinin, toz

halinde omurilik bölgesine dökülmesi hem maliyeti artırmakta hemde kemikteki

doz fazlalığından dolayı komplikasyonlar (heterotropik ossifikasyon,osteoliz,

enflamatuar kist formasyonları vs.) oluşturmaktadır. Son yıllarda, doz ayarlama

için BMP nin jel ya da kapsül içerisine yerleştirilip kontrollü salındığı çalışmalara

rastlanmakta, ancak bu yöntemde rastlanan, jelin malzeme yüzeyinden sıyrılması,

taşıyıcının sert kemik dokusu yapısına entegre problemleri vs. bu yaklaşımın

pratikte hastanede henüz kullanımına imkan vermemiştir.Kirsh ve Donath, plazma

püskürtülmüş titanyum ile tedavi edilmiş implantların daha erken kemik apozisyonu

sağladığını, ham Ti implantlara göre bildirmişlerdir. Daha sonra kum püskürtülmüş

ya da asitlendirilmiş titanyum implantlar geliştirilmiş. Bu değişiklikler daha iyi ve

klinik iyileşme dönemini azaltmaktadır. Hidroksiapatit (HA) ve kalsium fosfat, (BMP

içermeksizin tek başına) kemik-implant temasını arttırmak için kullanılan diğer bir

stratejidir. Ancak HA kaplı implantlarda HA-Ti arasında zayıf dayanıklılık ve

kaplanan dış yüzeyin zamanla çözüldüğünü gösteren çalışmalar vardır. Ancak

Chang ve arkadaşlarının yaptığı çalışmada yüksek oranda HA kaplı Ti implantların

kullanılması sağlamlığın sağlanmasında daha çok arzu edildiğini bildirmişlerdir. Bu

yöntemlerde, hidroksiapatit kaplı Ti kullanımı öne çıkmaktadır.

Ancak, hidroksiapatitin plazma püskürtme yoluyla kaplanmasında yüksek plazma

sıcaklığı ile yapısının bozularak faz ayrışması meydana geldiği, bu ayrışım

neticesinde insan bünyesi ile biyouyumlu olmayan alerjik reaksiyonlar

oluşturabilicek kalsiyum oksit fazı oluştuğu gösterilmiştir. Ayrıca plazma dışında

diğer yöntemlerle hidroksiapatit kaplanması durumunda, mekanik testlerinde elde

edilen yapının gevrek olması nedeniyle kırılma tokluğunun insan kemiğinden çok

daha düşük olduğuna rastlanmıştır. Ayrıca, osteoporotik hastalarda bu

yaklaşımların hiçbirisi başarı gösterememiştir [40].

31

2.7. Karakterizasyon Testleri

2.7.1.Yüzey Karakterizasyon Testleri

Temas Açısı Ölçüm Sistemi; Bir katının yüzeyine bırakılan sıvı damlası,

çoğunlukla yüzeye tam olarak yayılmaz, yarım yuvarlak veya kubbemsi bir şekil

alır. Kubbe yüzeyinin katı yüzeyine temas ettiği sınırda, katının yatay düzlemi ile

kubbenin temas sınırındaki teğeti arasında oluşan açıya temas açısı denir ve

katının sıvı tarafından ne kadar ıslatılabildiğini gösterir. Temas açısı malzemenin

yüzey özelliklerine bağlı olarak değişmektedir. Bu açının büyüklüğü ıslanabilirlik

düzeyi ile ters orantılıdır. Temas açısı büyüdükçe ıslanabilirlik azalır, temas açısı

küçüldükçe ıslanabilirlik artar.

Temas açısı ölçümleri, yüzey yükü, yüzeyin ıslanabilirliği ve yüzey enerjisi

parametreleri hakkında kolayca fikir veren bir yöntemdir. Temas açısı dört teknikle

ölçülebilmektedir; Duran damla (sessile drop) yöntemi, tutuklanmış hava kabarcığı

(captive air bubble) yöntemi., kapiler (Capillary rise) yöntemi ve Wilhelmy plate

yöntemi.

Yüzeye damlatma yöntemi bir katı yüzeyine bırakılan sıvı damlasının denge temas

açısını ölçmek için yaygın olarak kullanılan bir tekniktir [42]. Bu yöntemin esası

katı, sıvı ve gaz üçlü faz dengesine dayanmaktadır. Bu teknikle ölçümler hava

ortamında gerçekleştirilmektedir. Tutuklanmış kabarcık yönteminin esası ise

katı/sıvı/gaz veya katı/sıvı/sıvı üçlü faz dengesine dayanmaktadır [43].

Atomik Kuvvet Mikroskopu; (AKM) ya da taramalı kuvvet mikroskobu çok

yüksek çözünürlüklü bir taramalı kuvvet mikroskobudur. Ulaşılmış çözünürlük

birkaç nanometre ölçeğinde olup optik tekniklerden en az 1000 kat fazladır.

AKM’nin öncülü olan taramalı tünelleme mikroskobu 1980lerin basinda Gerd

Binnig ve Heinrich Rohrer IBM Research - Zürih’te geliştirilmiş, araştırmacılara

1986 Nobel Ödülü'nü kazandırmıştır. Sonrasında Binnig, Quate ve Gerber 1986’da

32

ilk atomik kuvvet mikroskobunu geliştirmişlerdir. İlk ticari AKM 1989’da piyasaya

sürülmüştür. AKM, nano boyutta görüntüleme, ölçme ve malzeme işleme

konusunda en gelişmiş araçlardan biridir. Bilgi, mekanik bir ucun yüzeyi

algılamasıyla toplanır. Elektronik kumanda üzerinde bulunan, küçük fakat hassas

hareketleri sağlayan piezo elektrik öğeler, doğruluğu kesin ve hassas bir tarama

sağlar. İletken manivelalar kullanmak suretiyle numune yüzeyindeki elektrik

potansiyeli de taranabilir. Cihazın daha yeni ve gelişmiş versiyonları da, elektriksel

iletkenliği ya da yüzeydeki elektron iletimini algılamak için uçtan akım

geçirilmektedir [44]. AKM uygulamaya bağlı olarak çeşitli modlar da kullanılabilir.

Bu görüntüleme modları “statik” (temas) ya da “dinamik” (temassız) olabilir.

Dinamik modlar manivelanın akustik ya da manyetik yollarla titreştirilmesini

gerektirir ve yumuşak yüzeyler için daha yaygın olarak kullanılır [45].

Taramalı Elekron Mikroskobu ; SEM ya da taramalı elekron mikroskobu

herhangi bir örnek veya örnek üzerindeki ilgili küçük bir alandaelementel

kompozisyonu tanımlamak için kullanılan bir tekniktir. Elektron mikroskobunda

(SEM) bulunan EDS analizi, örnek üzerine taramalı bir elektrondemeti düşürülerek

gerçekleştirilir. Bu elektronların bazıları numune içindeki elektronlar ile çarpışarak

elektronların yörüngelerinden çıkması sağlanır. Boşalan pozisyonlar x-ışınları

yayan yüksek enerjili elektron tarafından doldurulur. Yayılan x-ışınları

analizedilerek, numunenin elementel kompozisyonu tespit edilebilmektedir [46].

2.8 Histolojik Testler

Histoloji bilimine, mikroskopik anatomi de denmektedir. Histoloji biliminde, bir

mikroskop yardımıyla biyolojik materyal ve yapılar incelenir. İncelenecek yapı

hücre (sitoloji), doku (histoloji) ve organ (organoloji) bazında olmak üzere üç alt

bölüme ayrılır. Histoloji hücre, doku ve organ bilimi olduğuna göre, bunların

yapılarının yanı sıra işlevlerini de ele alacaktır. Bu yüzden, histoloji sadece yapıyı

tanımlamakla kalmaz, aynı zamanda biyokimya, moleküler biyoloji ve fizyoloji

arasında bağlantılar kurar ve hastalık ile ilgili patogenezde önemli rol oynar.

33

Histolojik testlerde ana gereç mikroskopdur. Materyaller, mikroskopta

incelenmeden önce, aşağıda belirtildiği şekilde elde edilir:

İğne Biyopsisi: Beyin, göz, tiroid, lenf düğümü, meme, akciğer ve plevra, böbrek,

kemik ve kemik iliği, testis ve iskelet kası.

Endoskopik Biyopsi: Solunum yolu, mide ve barsak yolu, üriner sistem yolu.

Transvasküler Biyopsi: Kalp ve karaciğer

Doğrudan Çıkarım Biyopsisi: Deri, ağız, larinks ve serviks uteri.

Kürete Biyopsisi: Uterus endometriyumu.

Alınan biyolojik materyaller, belli aşamalardan geçirilir. Bunları, şu şekilde

sıralayabiliriz:

(1) Tespit (Fiksasyon), (2)Yıkama, (3) Suyunu giderme (Dehidrasyon), (4)

Gömme veya blokaj (Bloklama), (5) Kesme, (6) Boyama

Sırasıyla izlenen bu aşamaların her birinde, öngörülen şartlara uyma zorunluluğu

vardır. Bunlardan birinde yapılan bir hata, neticeyi menfi yönde etkiler ve uygun bir

preparat elde edilemez.

Tespit ; Hücre veya dokuların, alındığı gibi saklanmasıEğer bu sağlanmazsa

bozunma olur.En önemli unsur dokudaki proteinlerin çökmesidir.

Yıkama ; Uygulanan tespit çeşidine göre yapılır.Su veya değişik yoğunluklarda

alkol kullanılır.Formol, osmiyum tetraoksit ve krom tuzu içeren tespitlerden sonra,

yıkama aşamasında su kullanılır.Pikrik asitle gerçekleştirilen tespitler den sonra, %

70 – 80’lik alkol ile yıkama yapılabilir.

Suyunu Giderme (Dehidrasyon) ; Parafine gömülecek olan dokuların, yıkamadan

sonra içerisinde hiç su kalmaması gerekir. Bu amaçla, en yaygın olarak etil alkol

kullanılır. Etanol, dokulardaki suyu çeker.Dokular, sırayla artan derecelerde alkol

serisinden geçirilir.Parafine gömülecek olan dokuların, yıkamadan sonra içerisinde

hiç su kalmaması gerekir. Bu amaçla, en yaygın olarak etil alkol kullanılır. Etanol,

dokulardaki suyu çeker.Dokular sırayla artan derecelerde alkol serisinden geçirilir

Gömme (Bloklama) ; Emdirme maddesi dokuların içine iyice nüfuz ettikten sonra,

bu dokular yine aynı maddenin içine gömülürler. Bu amaçla, özel kalıpların içine

emdirme maddesi doldurulur. Sıvı durumdaki bu maddenin içine, kesit yüzleri

üzerine oturtulmak şartıyla doku parçaları yerleştirilir

34

Kesme; Emdirme maddesinin içine gömülerek homojen biçimde sertleşmiş olan

blok kitlesi (doku ve emdirme maddesi), mikrotom adı verilen özel bir aletle kesilir

.Bunların günlük pratikte en çok kullanılanları ise, kızaklı veya rotatif (dönerli)

mikrotom tipleridir. Bu aletlerde kullanılan çelik bıçaklar (mikrotom bıçakları) da,

özel şekilde üretilmiştir. Ayrıca, çok pahalı olan elmas uçlu bıçaklar da

kullanılmaktadır. Mikrotomlarda, (tiplerine göre) 1– 10 mikron kalınlığında kesitler

alınır.

Boyama ; Dokuların genellikle çoğu boyasız olup, bunların incelenmesi için

öncelikle boyanmaları gerekmektedir. Aynı zamanda, bu yolla kimyasal maddeler

de belirlenebilir.En basit boyamada, hücrelerin iki temel öğesi ayrı özellikteki

boyalarla boyanır ve şekilli oluşumlar, mikroskop altında görülebilir hale gelir. Buna

göre, rutin boyamada çekirdek hematoksilenle ve sitoplazma eozinle boyanır [50].

35

3.MATERYAL METOT Sunulan bu çalışmada titanyum vida örneklerinin farklı güç , süre ve monomer

akışı değerlerinde set halinde plazma polimerizasyon yöntemiyle kaplanarak örnek

grupları oluşturulmuştur. Çalışılan güç değerleri 30W ,45W ve 50W tır. Çalışılan

süreler 3 dk, 6 dk, 9 dk ve 12 dakikadır. Çalışılan monomer akışı ise 5ml/dak ,

10ml/dak, 20ml/dak ve 30ml/dak’ dır. Bu parametrelerle 5 paralel örnekleme ile

örnek setleri oluşturulduktan sonra yüzey karakterizasyon testleri

gerçekleştirilmiştir. Kaplanan vida setleri hazırlandıktan sonra sırasıyla yüzey

karakterizasyon testleri , kimyasal karakterizasyon , protein tutuklama ve histoloji

testleri yapılmıştır. Bu çalışma da kimyasal malzemeler, vidaların ve plazma

polimerizasyon sisteminin hazırlığı , plazma polimerizasyon yöntemi ile implant

yüzey üzerinde fonksiyonel grup oluşturmak(kimyasal aktivasyon),yüzey

karakterizasyon testleri, kimyasal karakterizasyon testleri, rekombinant kemik

morfogenetik protein tutuklanması, canlı içi testler şeklinde aşağıda ayrıntılı

şekilde anlatılmaktadır.

3.1 Kimyasal Malzemeler

Üzerinde çalışılan monomer sisteamin Sigma-Aldrich ( Almanya ) firmasından

temin edilmiştir. Referans ( silikon ) diskleri maskelemede kullanılan selüloz asetat

Bmp protein sigma-Aldrich ( Almanya ) firmasından sağlanmıştır. Kimyasal

karakterizasyon esnasında kullanılan glutaraldehit Merck ( Almanya ) firmasından

temin edilmiştir. Son aşamada vida yüzeylerine tutuklanacak bmp proteini Fisher (

Amerika ) firmasından temin edilmiştir.

3.2 Vidaların ve Plazma Polimerizasyon Sisteminin Hazırlığı

Güç kaynağı olarak 13.56 MHz radyo frekans jeneratörünün kullanıldığı plazma

polimerizasyon sisteminin radyo frekansın kullanılması ile homojen kaplamaya

imkan verir manipulasyonlar tamamlanmıştır. Burada, işlemlerin temiz

uygulanması kriteri gözönünde bulundurularak vakum ortamında yük boşalımı tipi

terci

Pico

olara

a)

Şeki

polim

3.3 P

G

Çalış

3.2 ‘

h edilmişti

o-LF-RF m

ak saf suyl

il 3.1 Kulla

merizasyon

Plazma Po

Grup Oluş

şma kapsa

de özetlen

r. Kullanıl

odeldir. (

a yıkama s

anılan plaz

n esnasınd

olimerizas

şturmak

amında, uy

nmiştir.

lan plazma

Şekil 3.1 )

sonrası %5

zma polim

da

syon Yönte

ygulanmas

36

a polimeriz

). Yöntem

50 v/v’lik e

b

merizasyon

emi ile İm

sı planlana

zasyon cih

de kaplan

etil alkolden

b)

cihazı a)

plant Yüz

an tüm bas

azı Diener

acak vidal

n geçirilmiş

genel gö

ey Üzerind

samaklar g

r electronic

lar ise ön

ştir.

örünüş b)

de Fonksi

genel olara

c marka

hazırlık

Plazma

iyonel

ak şekil

Şeki

Şeki

mod

kulla

basa

olara

table

amin

kimy

kapa

mon

açılm

Şeki

Yük

örne

tekn

örne

il 3.2 Plazm

(titan

prote

il 3.2’deki

difikasyond

anıldığı pla

amakta ön

ak kullanıl

et halinde,

no grubu d

yasal grup

ağı kapatıl

nomer akış

mıştır.

il 3.3 Plazm

kapla

boşalım j

ek ve mon

iği öncesi

eğinin fotoğ

ma polimer

yum: temiz

ein tutuklam

i tanımmla

ur. Bu ba

azma polim

hazırlığı y

lacak silik

, plazma

diğer ucun

p içeren m

arak siste

ş hızı akış

ma polime

anmış titan

enaratörü

nomer üze

titanyum

ğrafı sunulm

K

rizasyon yö

zleme, plaz

ma)

anan ilk

asamak ic

merizasyon

yapılmış v

on pulcuk

sistemi iç

da metal y

monomer

m belli bir

ş ölçer va

erizasyon il

yum vida ö

açıldıktan

erine uygu

alaşım v

muştur.

Kaplanmamıştitanyum

37

öntemi ile y

zma polim

basamak

cin, 13.56

n sistemini

vidalar ve y

klar yerleş

çerisine ko

yüzey ile

(sisteamin

r vakum d

asıtasıyla

le kaplama

örneği

sonra tes

ulanmıştır.

ve kaplam

ş

kaplan

yüzey aktif

erizasyon

plazma

6 MHz rad

n (Şekil 3.

yüzey kara

ştirilmiştir.

onulmuştur

bağ yapm

n) kullanıl

eğerine ul

sabitlenmi

ada kullanı

spit edilen

Şekil 3.3

ma sonrası

nmış titanyu

f titanyum

modifikasy

polimeriza

dyo frekan

.1) iç kısm

akterizasyo

Devamınd

r. Bu bölu

a enerjisi

mıştır. So

aştıktan s

ş yük boş

lan kaplan

sürede yü

’de plazm

ında yüze

um

vida üretim

yon, aktiva

asyon tek

ns jenera

mına bir ön

onun da y

da katı m

umde, bir

ve eğilimi

onrasında

sonra (10-2

şalım jen

nmamış ve

ük boşalım

ma polimer

eyi değişm

mleri

asyon,

knigi ile

törünün

nceki ön

yardımcı

onomer

ucunda

yüksek

reaktör 2 mbar),

naratörü

mı vida-

rizasyon

miş vida

38

3.4 Kimyasal Aktivasyon

Plazma polimerizasyon yöntemiyle titanyum vida yüzeylerinin kaplanmasından

sonraki basamak kimyasal aktivasyondur. Kaplama yapılan bir kısım vida örnekleri

yüzey karakterizasyon testleri için ayrılırken diğer kısmına kimyasal yöntemle

aktivasyon işlemi uygulanmıştır. Ayrıca kimyasal aktivasyonu yapılan vida

yüzeyide karakterize edilmiştir. Bu basamaktaki amaç titanyum vida yüzeyinde

monomerle (sisteamin) oluşturulan amin (NH2) gruplarının aktivasyon için

kullanılan glutaraldehit (-C=OH) çözeltisi içinde bulunan karboksil (COOH)

gruplarına bağlanarak rhBMP-2 proteinin bağlanabileceği fonksiyonel gruplara

dönüştürülmesidir. Kimyasal aktivasyonda % 2.5 (V/V)’lik glutaraldehit çözeltisi

kullanılmıştır. Titanyum vidalar beher içersindeki çözeltiye daldırılıp 370 rpm

hızında 6 saat bekletilmiştir. Beher içinden alınan örnekler saf su ile yıkandıktan

sonra kurutulmuştur. Örnekler tekrar kimyasal karakterizasyon testlerinde

incelenmiştir.

3.5 Yüzey Karakterizasyon Testleri

Plazma, kaotik bir ortamdır ve beslediğimiz monomerin farklı formlarını içerir (iyon,

nötr parçacık, elektron vs). Bu yüzden de bu bulut, ışıma ile birlikte enerjisini

düşürme eğilimi ile implant yüzeyi üzerinde yoğunluklu kovalent bağlarla oturur,

bazı durumlarda yüzey atomları ile direkt kimyasal bağ kurar. Bu davranışı,

parametrelerin değişimi ile (güç, akış hızı vs.) farklılıklar içerir ve bu durum

fonksiyonel grup oranlarını değiştirir. Bu nedenle, tez çalışmasın da plazma

polimerizasyon ile modifikasyon sonrası yüzeyin fiziksel ve kimyasal özelliğindeki

değişimler ilgili karakterizasyon testleri ile tanımlanmıştır. Ayrıca, bu testler

kullanılarak kararlı (her defasında aynı özellikte) fonksiyonel grup oranı

oluşturulduğu kontrol edilip, dinamik akış ortamından etkilenmediği kanıtlanmaya

çalışılmıştır. Fiziksel karakterizasyon için AKM, kimyasal karakterizasyon için SEM

EDS kullanılmıştır. Bu sonuçların kritik edilmesi ile sistemin çalışma koşulları

seçilecek ve üretim için reçete (hangi güç, süre, tutuklama parametresi

kullanılacak vs.) uygulanacağı hakkında fikir oluşturulmuştur.

3.5.1

Tem

açın

ıslan

ölçü

hakk

örne

plaz

gluta

Drop

Her

açıla

yönt

ölçü

3.5.2

Titan

kalın

1 Plazma p

yapılan v

mas açısı v

ın büyüklü

nabilirlik a

mleri, yüz

kında kola

ekleri kapla

ma polime

araldehit k

p Shape A

bir örnek

arı ölçülmü

temi ile ka

m değerler

2 Plazma p

yapılan

nyum vida

nlık değişim

polimeriza

vida setle

vida yüzeyi

üğü ıslana

azalır, tem

zey yükü,

ayca fikir

anmamış y

erizasyon y

ullanarak a

nalyzer ma

Şekil 3.4

titanyum v

üştür. Bu

plama son

ri bulunara

polimeriza

vida setle

aların plaz

mini görm

asyon yön

rinde tema

i ile yüzey

bilirlik düz

mas açısı

yüzeyin

veren bir

yüzey (kon

yöntemiyle

aktive ettiğ

arka temas

4 Kullanıla

vida seti üz

sonuçlar,

nrası ve ak

ak tespit ed

asyon yön

erinde kap

zma polim

ek için ref

39

nteminde k

as açısı ö

ye temas e

zeyi ile ter

küçüldük

ıslanabilir

r yöntemd

trol grup)

e monomer

ğim yüzey

s açısı ölçü

an temas a

zerine 4 m

farklı par

ktivasyon s

dilmiş ve so

nteminde k

plama kalı

erizasyon

ferans ola

kaplanan

lçümü

eden su da

rs orantılıd

çe ıslana

rliği ve yü

ir. Tez ça

, farklı (gü

r (sisteami

lerin temas

üm cihazı Ş

açısı ölçüm

mikrolitre su

ametreler

sonrası yü

onuç kısm

kaplanan

nlığı ölçüm

işleminde

arak seçile

/ kimyasa

amlası aras

ır. Temas

bilirlik arta

üzey ener

alışmam d

ç,süre,akış

in) ile kapl

s açısı inc

Şekil 3.4 ‘ t

m cihazı

u damlatıla

de plazm

zey hidrof

ında sunul

/ kimyasa

mü

eki parame

n silikon y

al aktivasy

sındaki aç

açısı büy

ar. Tema

rjisi param

da titanyu

ş) parame

lanan yüze

celendi. Ku

te sunulmu

arak yüzey

ma polimer

fikliği, tema

lmuştur.

al aktivasy

etrelerin k

yüzeyler %

yon

çıdır. Bu

yüdükçe

s açısı

metreleri

m vida

trelerde

eyler ve

ullanılan

uştur.

y temas

rizasyon

as açısı

yon

kaplama

%38 v/v

deriş

şekli

polim

kald

AKM

mas

çöze

topo

Şeki

3.5.3

Plaz

setle

yapı

para

sabit

sonr

şiminde se

inde yüze

merizasyon

ırılmıştır. B

M ile taram

ke bölges

eltisinde be

oğrafisi ince

il 3.5 Topo

3 Plazma p

vida setl

zma polim

erinden bir

lan yüzey

ametrede ö

tlendi ve s

ra örnekle

elüloz aset

eyin belirl

n teknigi ile

Buradaki m

ma ve topo

si elde ed

ekletilme,y

elenmiştir.

oloji ölçüm

polimeriza

lerinde yü

merizasyon

r seti ile

y karakte

örnekler se

sırayla ciha

erin görün

tat çözeltis

i bölgeler

e modifikas

maske böl

oğrafi çıkar

dildikten s

yıkanma ve

Aşağıdaki

lerinde kul

asyon yön

üzey kimya

n sistemin

kimyasal

erizasyon

eçildi. Seçi

aza yerleşt

tüsü ve k

40

si hazırlan

rine bir ta

syon sonra

gesi ile ka

rımı yapıld

sonra kim

e kurutma

i şekil 3.5’

llanılan AK

nteminde k

asının bel

nde değiş

karakteriza

sonuçları

len örnekl

tirildi. Siste

kimyasal a

mıştır, haz

abaka sü

asında bu

aplama ara

dı. Ayrıca f

myasal akt

işleminde

de ölçüm

KM ( PSIA X

kaplanan

irlenmesi

şik param

asyon yap

ndan bel

er numune

em 10mbar

analiz ver

zırlanan çö

rülüp, son

maske bir

asındaki a

farklı bir v

ivasyonu

en geçirildi

yapılan cih

XE150 ) m

/ kimyasa

metrelerde

pıldı. Bu b

irgin fark

e bölgesine

r vakum de

rileri alınd

özeltiden�1

nrasında

spatul yar

ara yüzey

vida seti k

için gluta

kten sonra

haz göster

model cihaz

al aktivasy

kaplana

basamakta

klılık göste

e yerleştiri

eğerine ula

dı. Araştırm

1 damla

plazma

rdımı ile

üzerine

kaplanıp

araldehit

a yüzey

rilmiştir.�

z.

yon

n vida

an önce

eren 6

ilmeden

aştıktan

malarda

Bilke

bakı

a)

Ş

3.5.4

Plaz

ön g

degi

göst

a)

ent Üniver

lması için

Şekil 3.6 SE

4 Plazma p

iletkenlik

zma polime

görüsüne s

şimine ba

terilmiştir.

rsitesinde

SEM ( EDS

EM ( EDS

polimeriza

k değişimi

erizasyon s

sahip olma

akılmıştır.

bulunan U

S ) cihazı k

) cihazı a)

asyon yön

nin belirle

sonrası mo

ak için üç f

İletkenlik

41

UNAM labo

kullanılmış

b)

cihaz gen

nteminde k

enmesi

onomerle e

farklı para

ölçümleri

b)

oratuarların

ştır.( Şekil 3

)

el görünüm

kaplanan

etkileşen yü

ametredeki

yapılan c

nda Kaplı

3.6 )

m b) örnek

vida setle

üzeylerde

örneklerd

ihaz aşağ

yüzey kim

k tankı

erinde yüz

iletkenlik d

de yüzey il

ğıda Şekil

myasına

ey

değişimi

etkenlik

3.7 de

Şeki İletke

elekt

elde

) değ

edile

ölçü

3.6 R

Plaz

kara

kalın

polim

aktiv

rhBM

behe

tavşa

gönd

edilm

(kap

impla

kem

tama

il 3.7 İletk cihaz

enlik deği

trik verilmi

edilmiştir.

ğerleri 1±0

en R (diren

mü yapılan

Rekombin

zma polim

akterizasyo

nlık değişi

merizasyon

ve edildikte

MP-2, 3.2

er içerisine

an deneyl

derilmiştir.

miştir. Can

planmamış)

ante edilm

ik-komplek

amlanmışt

45W 2

kenlik Ölçüzı b) Lucab

işimi incel

iştir. Saf ti

Sonrasınd

0.4 değerle

nç) değerl

n vidaların

Şekil 3.8 İ

nant Kemik

merizasyon

on testlerin

mi ve kim

n paramet

en sonra tu

ml saf su

e daldırılıp

leri için B

Bu tavşa

nlı-içi testle

) ve yüzey

miştir, belirl

ksi şeklind

ır. Histoloj

20 ml/dak 3 d

m cihazı ab Labor FP

enen kap

tanyumla

da V = I . R

erine oran

eri sonuç

parametre

İletkenlik ö

k Morfoge

n yöntem

nin değerl

myasal an

tresinde m

utuklanma

uyla çözelt

p, 2 saat

aşkent Ün

anlara oste

er için tavş

yi farklı pro

i süre sonr

de aynı

jik analiz

dk 45W

42

a) KethleyPP ( Four P

planmış tita

beraber di

R formülün

lanarak R

bölümünd

eleri göster

ölçümü yap

enetik Pro

minde ka

lendirilmes

naliz verile

modifiye e

basamağ

ti hazırlan

bekletilip

niversitesi

eoporoz o

şan tibia fo

oses param

ra (kısa: 4

anda çıka

için %10

W 20 ml/dak

y 2400 ModPoint Prob )

anyum vid

iğer kaplı 4

nden yola ç

(direnç) de

de sunulmu

rilmiştir.

pılan örnek

tein Tutuk

aplanan

si sonucun

eri dikkate

edilen vida

ına geçilm

ndıktan son

yıkanmışt

Beyin ve

oluşturma

ormu kemi

metreleri ile

hafta ve u

arılan örn

v/v neutra

k 12 dk

del iletkenl)

da yüzeyle

4 örnekte

çıkılarak el

eğerleri eld

uştur. Şek

kler

klanması

vidalarla

nda temas

e alınarak,

alar tekrar

miştir. Tutuk

nra örnekl

ır. Devam

Sinir Cer

sebebiyle

klerine çıp

e aktif hale

uzun döne

neklerden

al buffer f

50W 10 m

ik veri elde

erine 1±0

akım (I) d

lde edilen

de edilmişt

kil 3.8’de il

yapılan

s açısı, k

, seçilen

r glutarald

klama için

ler rhBMP

mında bu ö

rrahisi Böl

hormon

plak titanyu

e getirilmiş

em: 8 hafta

histolojik

formaldehit

ml/dak 9 dk

esi

.4V luk

eğerleri

akım ( I

tir. Elde

etkenlik

yüzey

kaplama

plazma

dehit ile

4.2 mg

P-2 olan

örnekler

lümü‘ne

enjekte

um vida

ş vidalar

a) vida-

testleri

t içinde

43

bekletilen örnekler sonrasında sabitleme işlemi için % 20 v/v ‘lik formaldehit

içersinde 20 saat bekletilmiştir. Tüm bu işlemlerden sonra örnekler histolojik

anlizde incelenecek kesit elde etmek için parafine gömülmüştür. Kesiti alınan

örneklerde kemik hücreleri (osteoblast) nin oluşturduğu fibröz dokuya bakılmıştır.

Elde edilen görüntü sonuç bölümünde Şekil 4.27 sunulmuştur.

44

4. SONUÇ 4.1 Yüzey Karakterizasyon Testleri 4.1.1 Plazma polimerizasyon yönteminde kaplanan vida setlerinde temas açısı ölçümü

Tez çalışmam da titanyum vida örnekleri kaplanmamış yüzey (kontrol grup) ,

parametrelerde güç değerleri 30W ,45W ve 50W, süreler 3 dk , 6 dk , 9 dk ve 12

dakika, çalışılan monomer akışı ise 5ml/dak, 10ml/dak , 20ml/dak ve 30ml/dak’ dır.

Bu parametrelerle 5 paralel örnekleme ile örnek setleri oluşturulduktan sonra

yüzeylerin temas açıları incelendi. Bu sonuçlar, farklı parametreler de plazma

polimerizasyon yöntemi ile kaplama sonrası yüzey hidrofikliği, temas açısı ölçüm

değerleri bulunarak tespit edilmiş ve sunulmuştur.

4.1.1.1 Plazma polimerizasyon yönteminde kaplanan vida setlerinde temas

açısına gücün etkisi

Titanyum vida örnekleri monomer akışı (10ml/dak) ve süre (9 dak) sabit tutularak

25W,30W,45W,50W güç parametrelerinde kaplama yapıldı. Sonuçlarda

monomerin yüzeye tutuklanma miktarının farklılığı ile ilgili sonuçların kritik

edilmiştir. Dört farklı güç parametresinde elde edilen sonuçlar Şekil 4.1’de

gösterilmiştir.

a)

d) Şeki

Kapl

4.1a

61.3

düşm

açıs

(Şek

amin

hidro

il 4.1 Titan c) 30

lanmamış

a) .Titanyum

3 °±2, 30W

müştür ( Ş

ı 20.8°±2,

kil 4.1d ve

nler neden

ofilitesini a

nyum vida yW d) 45W

Titanyum

m vidaların

W boşalım

Şekil 4.1b v

50W boşa

e Şekil 4.1

iyle görülm

rtırmaktad

b)

yüzey teme) 50W

vida yüze

nın 25W b

gücü para

ve Şekil 4

alım gücün

1e). Bu dü

mektedir. A

ır. Sonuçla

45

as açısı öl

eyinin, tem

oşalım gü

ametresind

.1c ). 45W

nde yüzey

üşme yüze

Amin (NH2

ar Şekil 4.

c

e) çümleri a)

as açısı 6

cü parame

e ise yüze

W boşalım

temas açı

eyde oluşt

) grupları p

2 ‘de özetl

c)

işlem görm

4.2°± 2 bu

etresinde y

ey temas a

gücünde v

sı 10.8 ° ±

turulan pri

polar özell

enmiştir.

memiş b) 2

ulunmuştur

yüzey tema

açısı 58.7°

vida yüzey

±2 ‘ ye düş

mer ve se

liktedir ve

25W

r.( Şekil

as açısı

°±2 ‘ ye

y temas

şmüştür

ekonder

yüzeyin

46

Şekil 4.2 Boşalım gücü parametresine göre temas açısı değişim grafiği

Sonuçlara göre plazma polimerizasyon cihazının gücünü artırdıkça monomerin

etkileşimi ve yüzeyde oluşturduğu kimyasal ve kovalent bağlar sayısı artar böylece

amin gruplardada artma meydana geldiğinden yüzey temas açısında azalma yani

hidrofiliklik te artma gözlenmiştir.

4.1.1.2 Plazma polimerizasyon yönteminde kaplanan vida setlerinde temas

açısına sürenin etkisi

Monomer akışı ve cihaz boşalım gücü sabit tutularak dört farklı süre

parametresinde yüzey temas açısı ölçümleri yapıldı. Burada yapılmak istenen

yüzey temas açısı ile belirlenen hidrofiliklik değerlerine göre kaplama için en ideal

süreyi tespit etmektir. Şekil 4.3. te elde edilen sonuçlar gösterilmiştir.

01020304050607080

0 10 20 30 40 50 60

Tem

as A

çısı

Kaplama Gücü ( Watt )

Plazma Polimerizasyon Yönteminde Temas Açısına Gücün Etkisi

KaplanmamışVidaKaplanmış Vida

a)

Şeki

Kapl

10m

ölçü

örne

para

10m

20.4

özet

d)

il 4.3 Vida c) 6 d

lanmamış

ml/dak sabi

lmüştür (4

ekler için te

ametrede 9

ml/dak sabit

4°±2‘ye dü

tlenmiştir.

b

yüzeyindedak d) 9 da

vida yüze

it paramet

4.2b). Aynı

emas açısı

9 dakika b

t parametr

üşmüştür

b)

e bakılan teak e) 12 da

eyini tema

trede 3 da

ı şekilde 4

ı 47.0° ± 2

bekletilen ö

rede 12 da

(4.2e). E

47

e)

emas açılaak

as açısı 6

akika tutu

45W,10ml/

2‘ ye düşm

örnek yüze

akika bekle

Elde edile

c)

arı a) işlem

64.2°±2 bu

lan örnekl

/dak param

müştür (Şek

ey temas

etilen örne

n sonuçla

görmemiş

ulunmuştur

erin tema

metrede 6

kil4.2c). 45

açısı 20.9

ekler için y

ar aşağıd

ş b) 3 dak

r(Şekil4.2a

as açıları 8

dakika be

5W,10ml/da

9°±2 (4.2d

yüzey tema

aki Şekil

a). 45W

81.0°±2

ekletilen

ak sabit

). 45W,

as açısı

4.5’de

48

Şekil 4.4 Kaplama süresine bağlı yüzey temas açısı değişim eğrisi

Sonuç olarak plazma polimerizasyon tankında bekleme süresi artıkça yüzeye

temas eden monomer miktarı arttığı için temas açısında düşme meydana

gelmiştir. Monomer kimyasındaki aminlerden kaynaklı yüzey hidrofilik olmuştur.

4.1.1.3 Plazma polimerizasyon yönteminde kaplamada monomer akışının etkisi

Plazma polimerizasyon sisteminde kullandığımız monomer ( sisteamin ) akışını

dört farklı parametrede kaplama yapıldı ve yüzey temas açıları ölçüldü.

Sonuçlarda akışın hızını artırdıkça yüzeyden geçen monomerin yüzeyle etkileşme

oranının azalmasına bağlı olarak hidrofiliklikte azalmalar meydana geldi. Elde

edilen sonuçlar Şekil 4.5’de sunulmuştur.

0102030405060708090

100

0 5 10 15 20

Tem

as A

çısı

Kaplama Süresi ( dak )

Plazma Polimerizasyon Yönteminde Temas Açısına Sürenin Etkisi

KaplanmamışVidaKaplanmış Vida

a)

d)

Şeki

Tem

tema

5ml/

10m

ml/d

olara

teme

sonu

il 4.5 Titan b) 5

mas açısı

as açısı 6

/dak olan

ml/dak kapla

ak monom

ak ölçüldü

es açısı

uçlarda değ

nyum vida yml/dak c)

ölçümlerin

64.2 °±2 (Ş

titanyum

ama yapıla

mer akışı

(Şekil 4.5

ise 26.6°±

ğişim özet

b)

yüzey tem10 ml/dak

e bakılan

Şekil4.5a)

vida yüze

an vida yüz

ile kaplan

5d ). 30ml/

±2‘ye düş

lenmiştir.

49

e

as açıları ad) 20 ml/d

örneklerd

Güç ve z

ey temas

zey temas

an titanyu

/dak mono

şmüştür (Ş

e)

a) İşlem göak e ) 30 m

de a) işlem

zaman sab

açısı 10.

açısı 20.9

um vida yü

omer akışı

Şekil4.5e).

c)

örmemiş titml/dak

m görmem

bit değerde

9°±2 ölçü

9°± 2 ölçüld

üzey tema

ı ile kaplan

Şekil 4.6

tanyum vid

miş titanyu

e monome

üldü (Şeki

dü (Şekil 4

as açısı 5

nan titanyu

6’da elde

da

um vida

er akışı

l 4.5b).

.5c). 20

1.4°± 2

um vida

edilen

50

Şekil 4.6 Monomer akışına bağlı yüzey temas açısı değişim eğrisi

Sonuçlara göre monomer akışı yavaş iken kaplanan yüzeyle daha çok

etkileştiğinden yüzey temas açısı azalmakta daha hidrofilik özelik göstermektedir.

Monomer akışını artırdığımızda tam tersi durum monomer yüzeyden hızlıca

geçtiğinden etkileşimi daha azdır. Çünkü cihazın gücünü artırdığımızda monomerin

elementlerine ayrılması daha kolay olur böylece yüzeyde daha çok birikerek kalınlığın

artmasını sağlamıştır.

4.2 Plazma Polimerizasyon Yönteminde Kaplanan Vida Setlerinde Kaplama

Kalınlığı Ölçümü

Titanyum vidaların plazma polimerizasyon işlemindeki parametrelerin kaplama

kalınlık değişimini görmek için referans olarak seçilen silikon yüzeyler selüloz

asetat ile maskeleme yapılıp, titanyum vidalarla aynı parametrelerde

kaplanmışlardır. Kaplı silikon yüzeyler ve karıştırılmalı saf su ortamında bekletilen

örneklerde yüzey topolojisi ile kaplama kalınlığı ölçülmüştür.

01020304050607080

0 10 20 30 40 50 60

Tem

as A

çısı

Monomer Akışı (ml/dak)

Plazma Polimerizasyon Yönteminde Temas Açısına Monomer Akışının Etkisi

KaplanmamışVidaKaplanmışVida

4.2.1

Refe

mon

yapı

a)

b)

c)

Şeki

1 Plazma P

erans ( silik

nomer akış

lmıştır.

)

il 4.7 Refe c) 50

Polimeriza

kon ) yüze

şı ve zam

erans ( silikW

asyon Yön

eylerde kap

man sabit

kon) üzerin

51

nteminde

plama son

tutularak

de elde ed

Kaplama

rası kalınlı

boşalım g

dilen sınır g

Kalınlığın

ıktaki farkla

gücü değiş

görüntüsü

na Gücün

arı belirlem

ştirilerek k

a) 30W b)

Etkisi

mek için

kaplama

45W

Refe

30W

daki

921.

4.8 ‘

Şek

Elde

artır

cihaz

böyle

4.2.2

Refe

tutul

erans ( sili

W 10ml/dak

ka kalınlık

434±2 nm

de özetlen

kil 4.8 Plaz

e edilen v

ıldığında y

zın gücünü

ece yüzey

2 Plazma P

erans ( sili

arak 3-6-9

Kap

lam

a K

alın

lığı(n

m)

kon ) üzer

k 9 dakika

k : 472.84

m olarak ö

nmiştir.

zma polime

verilere gö

yüzey kalı

ü artırdığım

de daha ço

Polimeriza

kon ) yüze

9 dakikalar

0

200

400

600

800

1000

rinde kapla

a kalınlık

1 ±2nm (

lçülmüştür

erizasyon i

öre plazma

nlığında d

mızda mon

ok birikere

asyon Yön

eyler boşa

da kaplam

Kaplam

Yüz

52

ama sonra

: 77.810±

Şekil 4.7b

r (4.7c). E

le kaplama

a polimeriz

doğru oran

nomerin el

ek kalınlığın

nteminde

alım güçler

ma sonrası

ma Gücü (Wa

zey Topolo

ası meydan

2 nm (Şe

b). 50W 10

lde edilen

ada gücün

zasyon ile

ntılı olarak

ementlerin

n artmasın

Kaplama

ri 30W ve

kalınlık ölç

att)

ojisi

na gelen k

kil 4.7a).

0ml/dak 9

değişimle

yüzey top

e kaplama

k artış göz

ne ayrılmas

sağlamışt

Kalınlığın

45W, mo

çümü yapı

kalınlık değ

45W 10m

9 dakika k

er aşağıda

polojisine e

ada cihazı

zlenmiştir.

sı daha ko

tır.

na Sürenin

nomer akı

lmıştır.

30W45W50W

ğerleri ;

ml/dak 9

alınlık :

ki Şekil

etkisi

n gücü

Çünkü

olay olur

n Etkisi

şı sabit

a)

b)

c)

Şeki

Refe

30W

daki

77.8

il 4.9 Refe b) 30

erans ( sili

W 10ml/dak

ka kalınlı

810±2 nm o

erans ( silik0W, 6 dakik

kon ) üzer

k 3 dakika

k:100.035±

olarak ölçü

kon) üzerinka c) 30W,

rinde kapla

a kalınlık

±2nm (Şe

ülmüştür (Ş

53

de elde ed, 9 dakika

ama sonra

: 210.276

ekil4.9b).

Şekil 4.9c).

dilen sınır g

ası meydan

±2 nm (Ş

30W 10m

görüntüsü

na gelen k

ekil4.9a).

ml/dak 9

a) 30W, 3

kalınlık değ

30W 10m

dakika

dakika

ğerleri ;

ml/dak 6

kalınlık:

Şeki

Elde

kalın

yüze

il 4.10 Plaz

e edilen so

nlığı doğru

eyle daha ç

5

10

15

20

25

Kap

lam

a K

alın

lığı (

nm

)

zma polim

onuçlara g

u orantılı o

çok etkileş

0

50

00

50

00

50

erizasyon

öre aynı g

olarak artm

mesi ile ka

Kaplama S

Yüze

54

ile kaplam

güçte kapl

mıştır. Ka

alınlık artm

Süresi (dk)

ey Topo

mada süren

ama süres

aplama sür

mıştır.

olojisi

in yüzey to

sinin artırı

resinin art

333

opolojisine

lmasıyla k

tması mon

30W 3 dk30W 6 dk30W 9 dk

e etkisi

kaplama

nomerin

d)

e)

f)

Şeki

Refe

45W

139.

ölçü

il 4.11 Ref 3 d

erans ( sili

W, 3 dakik

497 ±2 n

lmüştür (Ş

ferans ( siliakika e) 45

kon ) üzer

a kalınlık

nm( Şekil

ekil 4.11f).

ikon) üzeri5W, 6 daki

rinde kapla

: 37.053±

4.11e). 45

.

55

nde elde eika f) 45W

ama sonra

±2 nm (Şe

5W ,9 da

edilen sınırW,9 dakika

ası meydan

ekil 4.11d)

kika kalın

r görüntüsü

na gelen k

). 45W, 6

lık : 472.8

ü d) 45W,

kalınlık değ

dakika k

841±2 nm

ğerleri ;

alınlık :

m olarak

Ş

Daha

plaz

yüze

artm

4.3 P

k

Plaz

bakı

kimy

4.3.1

Kapl

boşa

Şekil 4.12

a önceki

ma polime

eyde daha

ma meydan

Plazma po

kimyasının

zma polime

lmıştır. SE

yasından k

1 Plazma p

lanmış vid

alım güçler

10

20

30

40

50K

apla

ma

Kalın

lığı (

nm

)

Plazma poetkisi

adımda el

erizasyon

uzun süre

a gelmiştir

olimerizas

n belirlenm

erizasyon

EM-EDS ile

kaynaklı S

polimeriza

dalarda kim

rinde kapla

0

00

00

00

00

00

olimerizasy

lde ettiğim

yöntemi i

e kalıcağın

r.

yon yönte

mesi

yöntemiyle

e beraber k

(kükürt) ve

asyon yön

myasal ana

anmış vida

Kaplama S

Yüze

56

yon ile kap

miz temas

ile kaplam

ndan kapla

eminde ka

e ile kapla

kaplama y

eya N (azo

nteminde

alizde güc

alar seçilm

Süresi ( dk )

ey Topo

plamada sü

açısı veri

mada süre

ama kalınl

aplanan vi

anan farklı

apılan örn

ot) değeri b

yüzey kim

ün etkisini

iştir.Önces

olojisi

ürenin yüze

lerine göre

yi attırdığ

ığında doğ

da setlerin

set vidala

eklerde ku

beklenmek

myasına g

i görmek i

sinde yüze

444

ey topolojis

ede doğru

ımızda m

ğru orantıl

nde yüzey

ara SEM-E

ullanılan m

ktedir.

ücün etkis

için 30W v

ey karakter

45W 3 dk45W 6 dk45W 9 dk

sine

ulanmış,

onomer

ı olarak

y

EDS ile

onomer

si

ve 50W

rizasyon

testle

gücü

a)

c)

Şeki

2

4

6

erini yapılm

ünde ise en

il 4.13 30W görü

0

20

40

60

K

PlKapl

mış olan v

n yüksek k

W 10 ml/daüntüsü, c)

Kimyasal El

azma Polilamada Ki

vida setler

kaplama gü

ak 9 dk paelement de

ementler

imerizasyoimyasal A

57

rinde en ka

ücü olduğu

b

arametreli veğişim gra

on Analiz

TiOCNS

ararlı 30W

u için tercih

b)

d)

vida, a) eleafiği, d) elem

iO

Ele

---

C

N

O

S

T

W göstermiş

h edilmiştir.

ementel anmentel dağ

em Wt %

------------

C K 9.36

N K 5.82

O K 23.18

S K 2.24

TiK 52.45

ştir. 50W b

.

aliz, b) SEğılım tablo

At % K-Ra

-----------

19.38 0.

10.33 0.

36.02 0.

1.74 0.

27.22 0.

boşalım

EM su

atio

-----

.0261

.0167

.0223

.0181

.4843

a)

c)

Şeki

Elde

yapı

yapı

bulu

boşa

amin

kükü

4.3.2

Kimy

kara

0

20

40

60

il 4.14 50W

görü

e edilen ve

lan kimya

sıdır. Kull

nmaktadır

alım gücün

no hemde

ürt (S) görü

2 Plazma p

yasal anali

akterizasyo

0

0

0

0

PlKap

W 10 ml/da

üntüsü, c)

eriler doğr

sal analizd

anılan mo

r. Elde edi

nde kükürt

tiyol grupl

ülmektedir.

polimeriza

izde süre p

on testlerin

Kimyasal E

lazma Pollamada K

ak 9 dak p

element de

rultusunda

de dikkat

onomer sis

len verilerd

(S) oranı

ları bağlan

. 50W gücü

asyon yön

parametres

nde belirgi

lementler

imerizasyimyasal A

58

b)

parametreli

eğişim gra

plazma p

edilmesi g

steamin y

rde azot ve

azottan (N

nırken boş

ünde sade

nteminde y

sinin eleme

in farklı so

yon Analiz

T

d)

vida, a) el

afiği, d) elem

polimerizas

gereken h

apısında a

e kükürt o

N) daha faz

alım gücü

ece tiyol gru

yüzey kim

ent dağılım

onuçlar el

TiOCNS

Ele

---

C

N

O

S

T

lementel a

mentel dağ

syon ile ka

husus kapl

amino (NH

ranlarına b

zladır. Böy

50W iken

ubu bağlan

myasına sü

mına bakaı

de ettiğim

em Wt %

-----------

C K 6.67

N K 0.00

O K 26.93

S K 0.72

TiK 42.90

analiz, b) S

ğılım tablo

aplamadan

lanan mon

H2) ve tiy

bakılmalıd

ylece yüze

n yüzeyde

nmıştır.

ürenin etk

ılan örnekl

miz 45W 3

At % K-Ra

-----------

15.05 0.

0.00 0.

45.65 0.

0.61 0.

24.28 0.

EM

su

n sonra

nomerin

yol (S)

ır. 30W

eye hem

sadece

isi

er diğer

3dak ve

atio

-----

.0174

.0000

.0347

.0057

.4002

45W

a)

c)

Şeki

0

10

20

30

40

50

W, 6 dak pa

il 4.15 45W görü

0

0

0

0

0

0

K

PlaKapl

arametresin


Kimyasal Ele

azma Poliamada Ki

nde kaplan

ak 3 dk paelement de

ementler

merizasyomyasal An

59

nmış vidala

arametreli veğişim gra

on naliz

TiOCNS

ar kullanılm

b)

d)

vida, a) eleafiği, d) elem

iO

E

-

mıştır.

ementel anmentel dağ

Elem Wt

-----------

C K 16.

O K 30.

N K 0.

S K 1.

TiK 42.

aliz, b) SEğılım tablo

t % At % K

-----------

.91 31.22

.14 41.76

.0 0.00

.79 1.24

.87 19.84

EM su

K-Ratio

-------

0.0480

0.0338

0.00 0

0.0145

0.3900

a)

c) Şeki

4.3.3

Plaz

kimy

tema

0

10

20

30

40

il 4.16 45W

görü

3 Plazma p

akışının e

zma polime

yasal anal

as açısında

0

0

0

0

0

K

PlaKapl

W 10 ml/da

üntüsü, c)

polimeriza

etkisi

erizasyon i

lize bakılm

aki belirgin

Kimyasal Ele

azma Poliamada Ki

ak 6 dak p

Element d

asyon yön

ile kaplana

mıştır. Mo

n farklılık ne

ementler

merizasyomyasal An

60

b

parametreli

eğişim gra

nteminde

an iki farkl

nomer ak

edeniyle te

on naliz

TOCNS

b)

d)

vida, a) el

afiği, d) ele

yüzey kim

ı monomer

kışına bak

ercih edilm

iOC

lementel a

mentel dağ

myasına m

r akışına s

ılırken boş

miştir.

Elem

--------

C K

N K

O K

S K

TiK

analiz, b) S

ğılım tablo

monomer

sahip vida

şalım güc

Wt % At %

------------

6.67 15.0

0.00 0.0

26.93 45.6

0.72 0.6

42.90 24.2

EM

osu

setinde

cü 45W

% K-Ratio

----------

05 0.0174

00 0.0000

65 0.0347

61 0.0057

28 0.4002

a)

c)

Şeki

a)

il 4.17 45W görü

0

10

20

30

40

Ki

PlaKapla

W,10 ml/daüntüsü, c)

imyasal Ele

azma Polimamada Kim

ak, 9 dak pelement de

mentler

merizasyomyasal An

61

b)

d

parametrelieğişim gra

b)

on naliz

TiOCNS

d)

vida, a) elafiği, d) elem

)

lementel amentel dağ

Elem W

----------

C K 6

N K 0

O K 26

S K 0

TiK 42

analiz, b) Sğılım tablo

Wt % At %

-----------

6.67 15.05

0.00 0.00

6.93 45.65

0.72 0.61

2.90 24.28

EM su

K-Ratio

---------

5 0.0174

0 0.0000

5 0.0347

1 0.0057

8 0.4002

62

c) d)

Şekil 4.18 45W, 20 ml/dak, 9 dak parametreli vida, a) elementel analiz, b) SEM görüntüsü, c) element değişim grafiği, d) elementel dağılım tablosu

4.4 Plazma Polimerizasyon ile Kaplanan Vida Setlerinde Yüzey İletkenlik Değişimin Belirlenmesi

Plazma polimerizasyon ile kaplama yapılan vidalarda kullanılan monomer iletken

bir madde olan titanyum vidada nasıl bir etki yarattığını gözlemlemek amacıyla

iletkenliği ölçüldü. Elde edilen veriler Şekil 4.19 de sunulmuştur.

V I R

1.0000 V + 3.234847E 0.309136 SAF TİTANYUM

1.0000 V +2.049046E 0.488031 45 W 20 f 12 dak

1.0000 V +1.050439E 0.951982 50 W 10 f 9 dak

1.0000 V +2.760237E 0.362287 45 w 20 f 3 dak

Şekil 4.19 Kaplı titanyum vidalarda direnç ( R ) değişimleri

0

20

40

60

80

100

Kimyasal Elementler

Plazma Polimerizasyon Kaplamada Kimyasal Analiz

TiOCNS

Element Net Inte. Backgrd I------------------------------------------C K 80.23 0.23 1.O K 33.38 0.53 2.NK 00.0 0S K 13.79 1.85 4.5 TiK 54.22 0.55

Titan

prob

titan

doğr

4.5 P E

4.5.1

Kimy

için k

a)

Şeki

İşlem

(Şek

58.7

tema

nyum vida

buna uygu

yum vida

ru eğilim gö

Plazma PoEtkisi

1 Kimyasa

yasal aktiv

kaplanmam

il 4.20 a) İş vida

m görmem

kil 4.20a). P

7°± 2 ‘ye dü

as açıları 1

a kaplama

ulanan dir

plazma po

östermiştir

olimerizas

al aktivasy

vasyonun t

mış, kaplan

şlem görma c) 30W,1

miş titanyu

Plazma po

üşmüştür (

1.5°± 2 ‘ye

sonrası 1

renç artm

olimerizasy

r.

syon Yönte

yonu yapıl

temas açıs

nmış ve ak

b)

memiş vida 10ml/dak, 9

m vida yü

olimerizasy

(Şekil4.20b

düşerek s

63

1Volt sabi

ıştır. Son

yon yöntem

emi ile Ka

lan vida s

sı ölçümle

ktive vidala

b)30W,109 dakika a

üzey tema

yon yöntem

b). Kimyas

süper hidro

it elekrik v

uçlara gö

mi ile kapla

aplamada

etlerinin t

erindeki de

ardaki tema

c

ml/dak,9daktive vida

as açısı 64

miyle kapla

al aktivasy

ofilik olmuşt

verildi ve

öre norma

ama sonra

Kimyasal

emas açıs

eğişimin de

as açıları k

c)

ak parame

4.2°± 2 o

anan vida y

yonu yapıla

tur (Şekil 4

yüzeylerd

alde iletke

sında yalıt

Aktivasyo

sı ölçümle

eğerlendire

kıyaslandı.

etrede kap

olarak ölçü

yüzey tema

an vidaları

4.20c).

e cihaz

en olan

tkanlığa

onun

eri

ebilmesi

planan

ülmüştür

as açısı

n yüzey

a)

Şeki

İşlem

45W

20.9

polim

yüze

a)

Şeki

İşlem

(Şek

47°±

kimy

düşm

il 4.21 a) İş

vida

m görmem

W 10ml/dak

9°±2‘a dü

merizasyon

ey temas a

il 4.22 a) İş c) 4

m görmem

kil 4.22a).4

± 2 ‘ye dü

yasal kara

müştür (Şe

şlem görm

a c) 45W,1

iş titanyum

k 9 dakika

üşmüştür(Ş

nla kaplam

açısı 1.0°±

şlem görm45W, 10ml/

miş titanyu

45W 10ml/

üşmüştür (

akterizasyo

ekil 4.22c).

b)

memiş vida

0ml/dak, 9

m vida yüze

plazma po

Şekil 4.2

ma ve kim

2 olarak ve

b

memiş vida,/dak, 6 dak

m vida yü

/dak 6 dak

Şekil 4.22

on yapılan

64

b) 45W,10

9 dak aktive

ey temas a

olimerizasy

21b). 45W

myasal ka

e süper hid

, b) 45W, 1k aktive ed

üzey tem

kika kapla

2b).45W 1

n örnekler

c

0ml/dak, 9

e vida

açısı 64.2°±

yonla kapla

W 10ml/

arakterizasy

drofilik olm

c

10ml/dak, 6ilmiş vida

mas açısı

ma yapıla

0ml/dak 6

de yüzey

c

dak param

±2 ölçülmü

anan vida y

/dak 9

yon yapıla

muştur (Şek

c)

6 dakikada

64.2°± 2o

n örnek y

dakika ka

temas a

metrede ka

üştür (Şeki

yüzey tema

dakika

an titanyu

kil 4.21c).

a kaplanan

olarak ölçü

yüzey tema

aplamadan

açısı 10.8°

aplanan

l4.21a).

as açısı

plazma

m vida

n vida

ülmüştür

as açısı

n sonra

°± 2 ‘e

a)

Şeki

İşlem

10m

2 (Ş

sonr

4.24

özet

il 4.23 a) iş 10m

m görmem

ml/dak 3 da

Şekil 4.23b

rası yüzey

4’de kimy

tlenmiştir.

Şekil 4.24

020406080

100

Tem

as A

çısı

Pla

şlem görmml/dak, 3 d

miş titanyu

kika param

b).45 W 1

temas aç

yasal akti

4 Kimyasa

30W 9dk

45d

Kapl

azma PolimKim

b)

emiş vida dakika aktiv

m vida yü

metresinde

0ml/dak 3

çısı 43.8°±

vasyon s

al aktivasyo

W 3dk

45W dk

lama Süresi

merizasyomyasal Akt

65

b) 45W,10ve vida

üzey tema

e kaplama y

3 dakika k

± 2 ‘ye düş

sonrası y

ona göre y

6 45W 9dk

i ( dk )

on Yöntemivasyonun

c

0ml/dak,9 d

as açısı 6

yapılan vid

kaplama ve

şmüştür (Ş

yüzey tem

yüzey tema

mi ile Kaplan Etkisi

dak kaplan

64.2°± 2 (Ş

da yüzey te

e kimyasa

Şekil 4.23c

mas açıla

as açıları

amada

AktiveKaplanmışKaplanma

nmış vida c

Şekil 4.23

emas açıs

al karakter

c).Aşağıda

arındaki d

şamış

c) 45W

3a).45W

ı 81.0°±

rizasyon

aki Şekil

değişim

4.5.2

Kimy

önce

örne

bakı

a)

c)

Şeki

2 Kimyasa ölçümle

yasal aktiv

eki topoloji

ekler seçil

lmıştır.

il 4.25 Ref

9 da

al aktivasyri

vasyon son

ölçümlerin

miştir. Se

ferans ( sili

ak c) 30W,

yonu yapıl

nrası kapla

nde birbirle

eçilen örn

ikon) yüzey

10ml/dak,

66

lan vida s

ama kalınlığ

eri arasınd

nekler akti

d)

yler a) 30W

9 dak ( ak

etlerinin k

ğı ölçümle

da belirgin

ive edilmi

b)

W, 10ml/da

ktive ) d) 45

kaplama k

ri için seçi

fark göster

ş ve kap

ak, 9dak b)

5W 10 f 9 d

kalınlığı

ilen örnekl

ren iki fark

plama kal

) 45W, 10m

dak ( aktiv

er daha

klı güçte

lınlığına

ml/dk

e)

Kapl

10m

kalın

:67.5

(Şek

aşağ

lama sonra

ml/dak 9 da

nlık: 472.8

540 nm (Ş

kil 4.25d).

ğıdaki Şek

Şeki

10

20

30

400

500

Kap

lam

aK

alın

lığı

ası ve kimy

akika kalın

841±2nm (

ekil 4.25c)

Kimyasa

kil 4.26’de

il 4.26 Kim

0

00

00

00

0

0

30W

Kimy

yasal aktiv

nlık: 77.81

(Şekil 4.25

). 45W 10m

l aktivasy

özetlenmiş

myasal aktiv

W4

yasal Aktiva

67

vasyon yap

0±2nm (Ş

5b). 30W

ml/dak 9 d

yon sonras

ştir.

vasyon son

45Wasyon

pılan örnek

Şekil 4.25a

10ml/dak

akika (akti

sında yüz

nrası yüze

Aktive edil

Kaplan

AK

klerde kalın

a). 45W 10

k 9 dakika

ive) kalınlı

zey topolo

y topolojis

lmiş vida

nmış vida

ktive edilmiaplanmış vi

nlık değerle

0ml/dak 9

a (aktive)

k : 139.49

ojisindeki d

i

iş vidaida

eri 30W

dakika

kalınlık

7±2 nm

değişim

4.5.3

a)

c)

Şeki

0

20

40

60

3 Kimyasa belirlenm

il 4.27 30W görü

0

0

0

0

K

PlaKapla

al aktivasymesi


Kimyasal Ele

azma Polimamada Kim

yonu yapıl

ak 9 dk parelement de

ementler

merizasyomyasal An

68

lan vida s

b)

rametreli veğişim gra

on naliz

TiOCNS

etlerinin y

d)

ida, a) elemafiği, d) elem

Elem

------

C K

N K

O K

S K

TiK

yüzey kimy

mentel anamentel dağ

Wt % A

-----------

9.36 1

5.82 1

23.18 3

2.24

52.45 2

yasının

aliz, b) SEMğılım tablo

At % K-Rati

-----------

19.38 0.02

10.33 0.01

36.02 0.02

1.74 0.01

27.22 0.48

M su

io

--

61

67

23

81

43

a)

c)

Şeki Sonu

S de

yapı

S ka

4.6 R

T

Can

boya

0

20

40

60

il 4.28 30W görü

uçlarda 30

eğerinden d

lmış vidala

almıştır.

Rekombin

Testler

lı içine im

ama testle

0

0

0

0

K

PlaKapla


0W güç değ

daha yükse

arın kimyas

nant Kemik

mplante ed

rine tabi tu

Kimyasal Ele

azmaPolimamadaKim

ak 9 dk aktelement de

ğerinde ka

ek çıkmışt

sal analizin

k Morfoge

dilen örne

utulmuştur

ementler

merizasyonmyasalAna

69

b)

ive edilmişeğişim gra

aplanmiş vi

ır. Aynı pa

nde ise N d

enetik Pro

ekler meto

r, boyama

naliz

Ti

O

C

N

S

d)

ş vida, a) eafiği, d) elem

dalarin kim

arametrede

değeri sıfır

tein Tutuk

ot kısmınd

sonrasınd

-------

elementel amentel dağ

myasal ana

e kimyasal

lanırken yü

klanması v

a değinild

da parafine

Elem Wt %

--------------

C K 7.87

N K 0.00

O K 32.22

S K 1.20

TiK 50.22

analiz, b) Sğılım tablo

alizinde N d

aktivasyon

üzeyde bir

ve Histolo

diği gibi h

e gömme v

At % K-Ratio

---------------

16.27 0.0220

0.00 0.0000

49.97 0.0355

0.93 0.0097

26.01 0.4622

SEM su

değeri

nu

r miktar

ojik

histolojik

ve kesit

Z

---------

1.1107

1.0996

1.0895

1.0261

0.9150

alma

bakı

çıka

Şekigeliş

Şeki

tahri

oste

gözle

daha

Çalış

yüze

boşa

cihaz

çalış

50W

ölçü

artırd

düşü

çok

tutun

açıs

a işlemi ge

lan örnekl

rıldığı bölg

a)

il 4.29 a) T

şimi.

il 4.29 a)

ibatında

oporozdan

enmiştir,öz

a fazla geli

şmalar so

ey karakte

alım gücü

zın plazm

ştığı en yü

W). Kaplan

mü sonu

dığımızda

üşün sebe

ayrılarak

nmasıdır, b

ı değeri d

erçekleştir

lerde rhBM

gelerde ost

Titanyum v

kaplanmam

herhangi

n kaynak

zellikle dah

iştiğini kan

onucunda

erizasyon v

nün kapla

a ışıması

ksek güçle

mış vidala

uçlarında

temas aç

ebi ise güc

monomer

böylece yü

düşmüştür.

ilen örnek

MP-2 tutuk

teoblastlar

vida b) Yü

mış titanyu

bir değ

lı tahrip

ha fazla k

ıtlamıştır.

plazma p

verileri ele

ama üzeri

verdiği e

e birlikte 4

arda yapıla

plazma

çısı değer

cün artmas

rin içersind

üzey daha

Sonrasın

70

klerde ince

klanması

( kemik hü

üzeyi aktif

um vidanın

işim olm

olan bö

koyu bölge

polimerizas

e alınacak

nde nasıl

n düşük g

4 farklı güç

an ilk yüz

polimeriza

rlerinde lo

sıyla kulla

de buluna

a hidrofilik

da aynı g

leme yapı

sonrasında

ücresi ) göz

titanyum v

n çıkarıldığ

madığı gö

ölgelerde

elerin görü

syon yönt

k olursa; Ç

bir etki

güç (25W)

ç değeri ça

ey karakte

asyon ci

ogaritmik b

nılan mon

ana amin

olmuştur v

güç değerle

lmıştır. Işı

a implante

zlenmiştir.

vida kullan

ğı bölgeler

özlenirken

yeni hüc

lmesi oste

emiyle ka

Çalışmalar

yarattığı g

) ve yine

alışılmıştır

erizasyon

hazının b

bir düşüş

nomerin ele

(NH2) gr

ve buna ba

erinde kap

ık mikrosk

e edilen v

(Şekil 4.2

ımı sonras

rde fibröz

Şekil 4

crelerin o

eoblastik h

aplanan vi

rda ilk pa

görmek a

cihazın o

r (25W-30W

testi tema

boşalım

gözlenmiş

ementlerin

ruplarının

ağlı olarak

planmış vi

kobunda

vidaların

9)

sı hücre

dokuda

4.29b’de

oluştuğu

hücrenin

dalarda

rametre

macıyla

optimum

W-45W-

as açısı

gücünü

ştir. Bu

ne daha

yüzeye

k temas

dalarda

71

kaplama kalınlıkları analizi yapılmıştır. Boşalım gücünün artması veya azalmasıyla

kaplama kalınlığındaki değişim ise şöyledir; Güç değeri arttıkça kaplama

kalınlığının nanomertebede arttığı gözlenmiştir, bunun sebebi ise boşalım

gücünün artmasına bağlı monomerin daha çok ayrışarak yüzeyle daha çok

etkileşmesidir. Boşalım gücüyle yapılan karakterizasyonların devamında kimyasal

karakterizasyon için yüzey kimyası incelenmiştir. Sonuçlarda ele alınan 2 farklı güç

parametresinde (30W-50W) kulanılan monomerin (sisteamin kimyasal yapısından

kaynaklı yüzeyde N (azot) ve S (kükürt) görülme değerleri doğrultusunda 30W

gücünde yüzeyde hem N hemde S bağlanmışken, 50W gücünde yüzeyde yalnız S

değeri saptanmıştır,buradaki farklılığın sebebi plazma ortamının kaotik olmasından

kaynaklı gücün artmasıyla monomerde meydana getirdiği kovalent bağlarda

farklılıklar maydana gelmiş ve böylece yüzeye bağlanmada farklılıklar olabileceği

öngörülmektedir. Devamında kaplanmış farklı bir set vidaya kimyasal aktivasyon

yapıldıktan sonra iki farklı güç (30W- 45W) değerinde kıyaslamalar

yapılmıştır.Aktivasyonu yapılmış vidalardada aynı şekilde sırasıyla temas

açısı,kaplama kalınlığı ve yüzey kimyasına bakılmıştır. Sonuçlarda aktivasyonu

yapılan vidalarda temas açısı belirgin olarak düşmekte iki parametrede hemen

hemen aynı oranda hidrofilik olmaktadır. Kaplama kalınlığı ölçümlerinde

aktivasyonu yapılmış vidalardan 30W gücünde kalınlıkta çok az farklılık

gösterirken, 45W gücündeki vidalarda kalınlık birden azalmaktadır. Yüzey kimyası

sonuçlarında ise 30W gücündeki örneklerde aktivasyon sonrası S ve N

değerlerinde ritmik bir düşüş olduğu gözlenmiştir. Bu sonuçlar ışığında güç

parametrelerinden en kararlı davranan vidalar 30W boşalım gücüyle kaplanmış

vidalardır.

Çalışmada ikinci optimize edilmek istenen süre parametresidir. Çalışmalarda 4

farklı süre (3-6-9-12 dak) kullanılmıştır. Plazma polimerizasyon yöntemiyle

kaplanmış farklı bir set vidada yüzey karakterizasyon testleri yapılmıştır. İlk olarak

kaplanmış vidalarda temas açısı ölçümüne bakılmıştır. Sabit 45W gücünde ve

10ml/dak monomer akışında kaplanmış örneklerde temas açısı değişimleri 3

dakika sürede kaplanmış vida temas açısı değeri işlem görmemeiş vidadan bile

daha yüksek çkmıştır, yüzey hidrofobik olmuştur. 6 dakika parametrede ise yüzey

temas açısı düşerek yüzey hidrofilikliğe kaymıştır, 9 ve 12 dakikalarda beklenildiği

72

gibi temas açısı ritmik olarak düşmüştür. Kaplama süresi arttıkça monomerin

yüzeyle daha çok etkileşmesinden kaynaklı temas açıları düşmüştür. Fakat 3

dakika parametresinde görülen hidrofobikliğe kayma eğilimi öngörülen bir sonuç

olmamıştır. Farklı süre parametrelerinde yapılan kaplama kalınlığı ölçümlerinde ise

3, 6 ve 9 dakikalarda bakılan ölçümlerde kaplama süresinin artmasına bağlı

kalınlığın arttığı gözlenmiştir. Yüzey kimyasında ise temas açısı ölçümlerinde

belirgin farklılık gösteren 45W 3 ve 6 dakikadaki örnekler incelenmiştir. Sonuçlarda

her iki süre parametresindede N ( azot) rastlanmamıştır, 3 dakika parametrede

olan vidada diğer 6 dakika parametresine göre daha fazla görülmüştür, 3 dakika

süreli örneklerde S değerinin fazla olması bu örnekleri hidrofobik yapmıştır. Tüm

bu sonuçlar ele alındığında aslında 9 dakika parametredeki örneklerde temas

açıları ve kaplama kalınlık değişimleri kararlılık göstermektedir. Çalışmada en

uygun süre parametresi 9 dakikadır.

Son olarak monomer akış hızının optimizasyonu için vidalar plazma

polimerizasyon yöntemiyle kaplanmış ve yüzey karakterizasyon testleri yapılmıştır.

Monomer akışı için kullanılan 4 değer 5-10-20-30 ml/dak dır. Yapılmış olan testler

sonucunda yüzey temas açısı değerleri parabol bir şekilde değişmektedir, yani

monomer akış hızı arttıkça temas açısı değerinde artma meydana gelmiştir. En

düşük temas açısı 5 ml/dak akış parametresindeki vidalarda gözlenmiştir. Bunun

sebebi monomer akışı ne kadar yavaş olursa monomer yüzeyde daha çok

kalmasından kaynaklı yüzeyi hidrofilikleşmiştir. Yüzey kimyası incelen 10ml/dak ve

20ml/dak parametreli örneklerde 20ml/dak olan örnekerin daha fazla S (kükürt)

içerdiği gözlenmiştir. Her ne kadar kaplama kalınlığına monomer akışının etkisi

bakılamamış olsada güç ve süre parametreleri optimizasyonunda monomer akış

hızı 10ml/dak kullanılmış ve sonuçlarda herhangi bir belirgin farklılık

gözlenmemiştir. Monomer akış hızı 10ml/dak parametresinde daha kararlı

davranmaktadır.

Tüm bu veriler sonucunda elde edilen parametre güç: 30W süre: 9 dak ve

monomer akış hızı: 10 ml/dak dır. Bu parametrede kaplanmış örneklere aktivasyon

sonrası rhBMP-2 tutuklanması yapılmıştır. Elde edilen vidalar canlı içi bekleme

sonrasında vida-doku kompleksine histolojik testler yapılmıştır. Elde edilen

73

histolojik kesitlerde ( Şekil 4.29 ) fibröz doku geliştiği ispatlanmıştır. Vida üzerine

tutuklanan protein rhBMP-2 hücre bölünmesini başlatma ve ilerletme özelliğine

sahip olduğundan vidaların çıkartıldığı kısımlarda öncesinde kemik erimesi

gözlenen bölge olmasına rağmen kemik dokusu oluşmuştur.

Çalışmalarda elde ettiğimiz optimizasyon sonrasında tutuklama gerçekleştirdiğimiz

proteinin yapısına herhangi bir zarar vermediği için istenilen yüzeyi aktif vida

hazırlandığı ispatlanmıştır.

74

5.KAYNAKLAR LİSTESİ

[1] Lee, H.B., Khang, G. And Lee, J.H., 2000. Polymeric Biomaterials, The Biomedical Engineering Handbook: Second Edition. CRC Press LLC, 2000 [2] Williams, D.F., 1991. Materials for surgical imlants. Met. Mater.:24-29, 1991. Hench, L.L., Wilson, J., 1984. Surface active biomaterials. Science; 226,1984 [3] Park, J.B.,"Biomaterials An Introduction " , Plenum Press, N.Y. (1979) [4] Wood, D.A"Biodegradable Drug Delivery System", Int. J. Pharm.7.1-18,1980 [5] Salam,A.(1968).Weakandelectromagneticinteractions.In:Svartholm(Ed.) [6] M.Skotak, A.P. Leonov, G. Larsen, S. Noriega, A. Subramanian, Biocompatible and biodegradable ultrafine fibrillar scaffold materials for tissue engineering by facile grafting of L-lactide onto chitosan, Biomacromolecules 9 (2008) [7] Maruoka,A.,Saito,M.,Sakai,H.,Sugano,N.,Hino,K., "Safety Assessment of Hydoxyapatite Composite Resin, A New Bioactive Bone Cement", Biocer Ceramics in Medicine, Turku,Finland July,.284- 291 (1994) [8] Ashar,B.V.,"Characterization and Testing of Biomaterials and Medical Devices", MD&DI January, s.57-63 (1987) [9] J.Sun, Z. Dai, Y. Zhao, G.Q. Chen, In vitro effect of oligo-hydroxyalkanoates on the growth of mouse fibroblast cell line L929, Biomaterials 28 (2007) [10] Ziats,N.P.,Miller, K.M., Anderson, J.M., "In vitro and In vivo Interaction of Cell with Biomaterials" Biomaterials, 9 , s.5-13, (1988) [11] Martinez ME, del Campo MT, Medina S, Sanchez M, Sanchez-Cabezudo MJ, Esbrit P, et al. Influence of skeletal site of origin and donor age on ostecalcif Tissue Int 1999;64:280–6. [12] Johansen JS, Williamson MK, Rice JS, Price PA. Identification of proteins secreted by human osteoblastic cells in culture. J Bone Miner Res 1992;7 [13] Rodriguez JP, Garat S, Gajardo H, Pino AM, Seitz G. Abnormal osteogenesis in osteoporotic patients is reflected by altered mesenchymal stem cells dynamics. J Cell Biochem 1999;75:414–23. [14] Bergman RJ, Gazit D, Kahn AJ, Gruber H, McDougall S, Hahn TJ. Age related changes in osteogenic stem cells in mice. J Bone Miner Res

75

1996;11:568– 77 [15] Robinson JA, Harris SA, Riggs BL, Spelsberg TC. Estrogen regulation of human osteoblastic cell proliferation and differentiation. 1997;138:2919– 27. [16] Picetti GD III, Ertl JP, Bueff HU: Endoscopic instrumentation, correction, and fusion of idiopathic scoliosis. Spine 1 1:190-197, 2001 [17] Zdeblick TA:A prospective, randomized study of lumbar fusion. Spine 18:983 [18] Herkowitz HN, Sidhu K: Lumbar spine fusion in the treatment of degenerative recommendations. 3:123-135, 1995 [19] Bessho K, Kusumoto K, Fujimura K, Konishi Y, Ogawa Y, Tani Y, Iizuka T. Comparison of recombinant and purified humanbone morphogenetic protein. 1999. [20] Foley KT, Gupta SK: Percutaneous pedicle screw spine: preliminary clinical Neurosurgery 97:7-12,2002 [21] Boyne PJ, Nath R, Nakamura A. Human recombinant BMP-2 in osseous reconstruction of simulated cleft palate defects. Br J Oral 1998; 36: 84-90. [22] Boyne PJ. Application of bone morphogenetic proteins in the treatment of clinical oral and maxillofacial osseous defects. 2001; 83: 146-50. [23] Cochran DL, Schenk R, Buser D, Wozney JM, Jones AA.Recombinant Human bone morphogenetic protein-2 stimulation of bone formation around Dental implants. J Periodontol 1999; 70: 139-150. [24] Fleet JC, Cashman K, Cox K, Rosen V. The effects of aging on the bone inductive activity of recombinant human bone morphogenetic protein-2.1996. [25] Stenderup K, Justesen J, Eriksen EF, Rattan SI, Kassem M. Number and proliferative capacity of osteogenic stem cells are maintained during aging . J Bone Miner Res 2001;16:1120–9. [26] Lane JM, Johnson CE, Khan SN, et ah Minimally invasive options for the treatment of osteoporotic vertebral compression fractures. 33:431-438, 2002. [27] Lin Y., Yasuda H., “Effect of Plasma Polymer Deposition Methods on Copper Corrosion Protection,” J. Appl. Polym. Sci., 60, 543, (1996). [28] Arefi F., Andre V., Motjtazer-Rahmati P., Amouroux J., Plasma Polymerization and Surface Treatment of Polymers, Pure & Appl. (1992).

76

[29] Hinman PV, Bell AT, Shen M., Composite reverse evaluation of membrane performance for the treatment of washwater and its components, J.Appl.Polym.Sci,23, 12, 3651-3656, (1979). [30] Yasuda, H., Plasma Polymerization, Academic Press, New York, (1985). [31] Hattori S, Tamano J, Yasuda M, Ieda M, Morita S, Yoneda K, Ishibashi S., Vacuum lithography using plasma polymerization and plasma development, Thin Solid Films, 83, 189-194, (1981). [32] Biederman, H, Osada, H, Plasma Chemistry of Polymers, Advance polymer Science, Editor: Olive G, Olive S, Springer, Berlin, 95, (1989). [33] Inagaki N., Yasuda H, Adhesion Of Glow-Discharge Polymers To Metals And Polymers, J.Appl. Polym. Sci., 26, 3333-3341, (1981). [34] Amouroux J., Arefi F., Spartacus P., Mournet S., Goldman M., Evolution Of The Wettability And The Adhesion Of Polymeric Materials Treated By A Nonequilibrium Plasma, Amer Chemical Soc, 193, 80-PMSE, (1987). [35] Klemberg J.E., Martinu L.., Wertheimer M.R., NSERC (Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada) industrial research chair Plasmas and Polymers, 2,53-64, (1996). [36] Çökeliler D, Enhancement of Polycarbonate Membrane Permeability Due to Plasma Polymerization Precursors, Applied Surface Science, (2013) [37] Çökeliler D, Göktaş H, Tosun PD, Mutlu S, Infection Free Titanium Alloys By Stabile Thiol Based Nanocoating, Journal of Nanoscience 1-7, (2009) [38] Çökeliler D, Erkut S, Akdogan E, Shard A G, Özden N, Imirzalıoğlu P, Mutlu M, A Novel Approach for Improvement of Interfacial Binding of Ceramics for Dental Materials Part I: Chemical Treatment and Oxygen Plasma Etching, Journal of Applied Polymer Science, 110, 5, 2656-2664 (2008 [39] Moshonov A., Avni Y. J., The use of acetylene glow-discharge for Improving adhesive bonding of polymeric films, Appl. Polym.Sci., 25, 771-781, (1980). [40] Boden SD, Zdeblick TA, Sandhu HS, et ah The use of rhBMP-2 in interbody fusion cages. Definitive evidence of osteoinduction in humans. Preliminary Report Spine 25: 376-381, (2000)

77

[41] Çökeliler D, Küçükturhan A, Özçil B, Caner H, Göktaş H, Özsar A.Özgür, Titanyum İçerikli Malzeme Biyouyumululuğunun Arttırılmasında Yeni Bir Yaklaşım; Plazma Polimerizasyon tekniği ile Aktif Protein Tutuklanması,13. Biyomedikal Mühendisliği Ulusal Toplantısı, (2008). [42] Liu X., Chu P.K., Ding C., “Surface modification of titanium, titanium alloys, and related materials for biomedical applications”, Materials Science and Engineering, 47, 3-4, 49-121, (2004). [43] Sudağıdan, M., Biyomalzemelerin Biyolojik Sistemlerde Test Edilmesi, Yüksek lisans tezi, İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, 2001-2002 [44] Ürkmen K,, Atabak M., Özdağ M. ve Oral A., Kuvars Kristal Sensörlü Atomik Kuvvet Mikroskobu, 13. Yoğun Madde Fiziği Ankara Toplantısı, ODTÜ Kültür Kongre Merkezi Ankara, 12 (2006). [45] I.C. Stefan, D. Mandler, D.A. Scherson, In situ FTIR-ATR studies of functionalized self-assembled bilayer interactions with metal ions in aqueous solutions, Langmuir 18 (18) (2002) . [46] Cornwall, J.M.,&Norton,R.E.(1973).Spontaneous symmetry breaking without scalar mesons. Physical ReviewD, 8, 3338–3346. [47] Anderson, J.M. "In vivo Biocompatibility of Implantable Delivery Systems and Biomaterials"Eur. J. Pharm. Biopharm. 40 (1), s.1-8 (1994) [48] Yianni,J.P., "Making PVC More Biocompatible", Medical Devices Technology, September,.20-29 (1995) [49] Lundberg F., Schlıamser S., Ljungh A., Vitronectin may mediate Staphylococcal adhesion to polymer surfaces in perfusing human, 46, 285- 296, 1997 [50] Doyle A, Griffiths JB. Cell and Tissue Culture: Laboratory Procedures in Biotechnology. John Wiley&Sons. 1998; 57-61:62-64 [51] Freshney RI. Culture of Animal Cells; A Manual of Basic Techniques. Wiley- Liss. New York. 2008; 46-49

78

Documents

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ · 2020. 7. 9. · polimerizasyon tekniği ile malzeme yüzeyinde uygun kimyasal gruplar olusturulması ve devamında (rhBMP-2) implant üzerine direkt tutuklanması