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
W 10 ml/daüntüsü, c)
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
W 10 ml/daüntüsü, c)
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
W 10 ml/daüntüsü, c)
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