Ortopedik Biyomalzeme Uygulamalar±

  • View
    1.193

  • Download
    4

Embed Size (px)

Text of Ortopedik Biyomalzeme Uygulamalar±

STANBUL TEKNK NVERSTES METALURJ VE MALZEME MHENDSL

MBM 514 BYOMALZEMELER

ORTOPEDK BYOMALZEME UYGULAMALARIHAZIRLAYANLAR 506101417 MELTEM PEK 521101002 ASUMAN KO 521101020 SMBLE SAD

PROF.DR GLTEKN GLLER2010-2011 Bahar Dnemi 12.05.2011

NDEKLER1. GR................................................................................................................... 1 2. ORTOPEDK UYGULAMALARINDA KULLLANILAN BYOMALZEMELER....................3 1.4Seramik Malzemeler.....................................................................................11 1.4.1Almina..................................................................................................11 1.4.2Kalsiyum Alminatlar.............................................................................12 1.4.3Zirkonya.................................................................................................12 1.4.4Biyocamlar.............................................................................................12 1.4.5Kalsiyum Fosfatlar..................................................................................13 3. KEMK YAPISI VE ORGANZASYONU...................................................................17 1.6 Kemik Matriksi.............................................................................................17 1.7 Kompakt Kemik Dokusu ve Yaps...............................................................17 1.7.2Endosteum.............................................................................................20 1.8Spongiyz Kemik Dokusu (Trabekll Kemik)..............................................20 4. KIRIK MEKANZMASI..........................................................................................21 1.9Uzun Kemiklerin Tamiri................................................................................21 5. ORTOPEDK UYGULAMALAR..............................................................................23 6. ORTOPEDK BYOMALZEMELER: KLNK LKLER.............................................35 7. ORTOPEDK BYOMALZEMELERDE KOROZYON.................................................38 8. AIRI DUYARLILIK............................................................................................. 46 9. SONULAR .......................................................................................................48

i

EKLLER

ekil 1.1 Biyouyumlu malzeme pazar [6]...........................................................2 ekil 1.2 leri ortopedik teknolojisi, implantlar ve rejeneratif rnler [6]...............2 ekil 2.3 THA gvdelerin, hem ksa dnem hem de uzun dnem balanmalarn gelitirmek amacyla, son yllarda kullanlmakta olan yzey kaplamalarnn rnekleri [3]..........................................................................................................10 ekil 2.4 Kemik dokusu ve Hidroksiapatitin yaps [4].......................................14 ekil 3.5 Kemik dokusundaki kanalikller iinde osteositin yerleimi [4].............18 ekil 3.6 Kompakt ve spongiyz kemiin ematik grnm [4].........................19 ekil 4.7 Krk tipleri [4]........................................................................................21 ekil 5.8 Metalik ine ularnn tipleri a)troacher u b)elmas u [3].................25 ekil 5.9 Kemik vidalar [3]..................................................................................25 ekil 5.10Krk tespiti iin dinamik sktrlm plak [3]........................................26 ekil 5.11 Kemik plaklar a)dinamik sktrma pla b)hibrit sktrma pla (daha az ksm dinamik sktrma vida delii ierir) c) rekonstrksiyon kemik pla(kolay edzeltim) d)destek kemik pla e) L eklinde destek pla f)trnak pla g)dinamik sktrma kala vidas [3]............................................................26 ekil 5.12 ntermedler ineler (a) GrossKempf , (b) Uniflex (Ti alam), (c) Kuntscher,............................................................................................................27 ekil 5.13 Kaval kemii krnn kemik iinden uygulanan intramedler ivi ile tespiti [7]..............................................................................................................27 ekil 5.14 Krk femoral ban kala ivisi ile tespiti [7]........................................27 ekil 5.15 Drt deiik poroz yapnn sem grntleri a)plazma spray kaplama(7), b) sinterlenmi tel gzenek kaplama(7) ,c) sinterlenmi bilye kaplama(20), d)Hedrocell poroz kaplama(50) [1].......................................................................28 ekil 5.16 Artoplasti aralarnn geliimi [5]........................................................31 ekil 5.17 Kemik imentosu ile sabitlenmi kala protezi [3]..............................31 ekil 5.18 Modler toplam kala sistemi; ba, femur gvde, poroz kaplanm proksimal ivi, poroz kaplamal metal destek kase, UHMWPE kase, fiksasyon vidas [3]..............................................................................................................32 ekil 5.19 Modler endoprotez yer deiimi [3]...................................................32

ii

ekil 5.20 Deiik eit diz eklemleri a) metal mafsall, b)plastik astarla mafsallanm , c)intremedler sabitlenmi yar balanm, d)yzey yer deitirme, e) tek kompartmanl yer deiimi, f) iki kompartmanl yer deiimi [3].........................................................................................................................33 ekil 5.21 eitli eklem deitirme protezleri a)ayak bilei, b)bilye-yuva omuz eklemi, c)mafsallanm dirsek eklemi d) kapslle evrili parmak eklemi [3]........34 ekil 7.22 Osteoliz sreci. Eklem yapan yzeylerde retilen anma partiklleri kemik-implant arayzeyine g ederler. Makrofajlar anma partikllerini fagosite ederler ve TNF-, IL-1, PGE ve IL-6 gibi inflamatuar mediatrleri salrlar(A). Bu mediatrler ve sitokinler kemikte devaml osteoklastik rezorpsiyonu balatrlar(B). Periprostetik osteoliz fiksasyon kaybna ve implantta gevemeye ve arya neden olur (C) [5]............................................................................................................43 ekil 7.23 Transmisyon (geirimli) elektron fotomikrograflar. (A) Fagosite edilmi Ti partikllerini ieren bir makrofaj (B) Btnleik Ti birikintisi tarafndan kaplanm bir endotel hcresi. Bu numuneler, posterolateral birleme kitlesini kaplayan bir doku rneinden elde edilmitir (16 haftalk otograft ve Ti) (orijinal TEM bytmesi: 20.000 x) [3]..............................................................................45 ekil 8.24 Hcre aracl ar duyarllk [7]............................................................47 ekil 8.25 Ertelenmi tip ar duyarlln basamaklar [7]..................................47

iii

TABLOLAR

Tablo 2.1 Ortopedide yaygn olarak kullanlan biyomalzemeler [5]........................3 Tablo 2.2 Arlk olarak kullanlan biyomalzemelerin mekanik zellikleri [5].........5 Tablo 2.3 Popler Ortopedik Alamlarda bulunan farkl metallerin yaklak yzdeleri [3]...........................................................................................................6 Tablo 2.4 mplant malzemelerinin elektrokimyasal zellikleri (korozyon direnleri) 0.1 M NaCl iinde, pH 7de [3] ...............................................................................7 Tablo 2.5 HAnn Mekanik zellikleri [2]...............................................................14 Tablo 5.6 fiksasyonda biyomalzeme uygulamalar [3]......................................24 Tablo 5.7 fiksasyon uygulamalarnn baarszlk halleri [3]..............................24 Tablo 5.8 Toplam eklem yenilemeleri iin biyomalzemeler [3].............................29 Tablo 5.9 Toplam eklem yenilemelerinin tipleri [1].............................................30

iv

1. GROrtopedik biyomalzemeler hareket kabiliyetini eski haline getirmek ve yaam kalitesini ykseltme asndan byk bir baarya sahiptir. Ortopedik implantlar krk tespit rnleri, Rekonstrktif implantlar, rehabilitasyon rnleri, spinal(bel kemii) rnler, artroskopi rnleri, elektriksel uyar rnleri ve dkm rnlerini ierebilir. Ortopedik uygulamalar daha spesifik hale getirirsek 2 grup ad altnda toplayabiliriz. 1.Krk Tespit Aralar Spinal krk tesbit , Biyomedikal tel, ine, vida, Yapay ba dokusu

ntramedler(omurilik ya da kemik ilii iinde bulunan) aralar 2. Eklem yenilemeleri Kala artroplastisi Diz artroplastisi Ayak bilei artroplastisi Omuz artroplastisi Dirsek artroplastisi Kol bilei artroplastisi Parmak artroplastisi 1.1 Ortopedik Biyomalzeme Pazar Ortopedik biyomalzemelerin kar konulamaz baars 2002 ylndaki 1.4 milyar dolarlk sat ile kantlanmaktadr ve bu rakamn yllk olarak %7- %9 orannda byme hz tahmin edilmektedir.2000 ylndaki dnya satlarndaki 1.5 milyar dolar krk ynetim rnlerine, kalan yaklak 12 milyon dolar eklem yenilemelerine harcanmtr.2002 ylnda diz implant rnlerinin dnyadaki sat yaklak olaarak 2.5 milyon dolardr ve bu 700000 diz yenileme operasyonunu iaret etmektedir. Bu operasyonlar ilk kez eklem yenileme, yenileme iin revizyon, tamir, bir nceki implant rnn veya bileenini arttrma prosedrlerini ierebilir. Amerikadaki revizyon prosedrleri yaklak olarak %60 lk bir hzlandrlm bir hz ile bymektedir. Kala implant rnlerinin2002 deki global sat yaklak olarak 2.5 milyar dolardr ve bu da yine 700000 kala yenileme operasyonunu iaret etmektedir. Kala ve diz iin eklem yenileme prosedrlerinin kliniksel baarsndan dolay omuz, dirsek gibi dier1

eklem yenileme rnlerine olan talep bymeye devam etmektedir.2002 ylnda yaklak olarak 55000 omuz ve dirsek implant prosesi yrtlmtr.

$ mily on

ekil 1.1 Biyouyumlu malzeme pazar [6] Biyouyumlu malzemelerle ilgili ABD pazar 2007 iin 22.2 milyar dolardr ve yllk %6.9 bileik byme hzyla artmas beklenmektedir.2012 ylnsa 30.9 milyar dolar olmas beklenmektedir. Burada yapay dokular (Tissue replacements) 11.7 milyar dolarla en byk blm oluturmaktadrlar. Bu %52 demektir.2012de 16 milyar dolar olmas beklenmektedir. En kk paya sahip olan yzey malzemeleri 2007d