Seramiklerin Biyouyumluluğu

Canlı dokuya yerleştirilen tüm malzemeler, bu dokudan tepki alırlar. Bu tepki doku-implant ara yüzeyinde oluşur ve Çizelge 2.4.’de sıralanan çeşitli faktörlere bağlı olur. Bu faktörlere bağlı olarak implant malzemeye olan doku cevabının dört türünden bahsedilebilir.

Çizelge 2.4.İmplant doku arayüzey ilişkisini etkileyen faktörler

:

* Malzeme toksikse, çevresindeki doku ölür.

* Malzeme toksik değil ve biyoinertse, değişik kalınlıkarda fibroz doku oluşumu

gerçekleşir.

* Malzeme toksik değil ve biyoaktifse, dokuimplant arayüzeyinde bağlanma gerçekleşir. * Malzeme toksik değil, fakat çözünür yapıdaysa, çevresindeki doku, implantın yerini

Biyoseramiklerin türüne bağlı olarak gözlenen doku cevapları farklı olur. Ayrıca Şekil 2.3. ’de yer alan diğer faktörlerin de bu cevaplardaki etkisi unutulmamalı.

Seramik implantların en ilgi çekici özelliklerinden biri, doku için zehir etkisi oluşturmamaları. Dokuların çok karşılaşılan bir tepkisi de, dokunun implant çevresinde ipliksi bir kapsül üretmesi. Bu ipliksi doku, organizma tarafından implanta karşı bir duvar örmek için veya implantı izole etmek için üretilir. Kısacası, bir çeşit korunma mekanizmasıdır ve implant, zamanla ipliksi doku ile tamamen kaplanarak doku yüzeyinden uzaklaştırılır. Metaller ve çok sayıda polimer, bu çeşit bir tepkiye neden olurlar. Alümina ve zirkonya gibi hemen hemen inert sayılabilecek seramikler de, ara yüzeyde ipliksi doku oluşumuna neden olurlar. Ancak, optimum koşullarda bu doku son derece incedir. Kimyasal reaktifliği çok yüksek olan metal implantlardaysa daha kalın ara yüzey tabakaları oluşur.

Ara yüzeydeki uyumluluk ve hareketlilik de tabakanın kalınlığını büyük ölçüde etkiler.Üçüncü bir doku tepkisiyse, implantla doku arasındaki ara yüzeyde bağlanmanın gerçekleşmesidir. Bu yüzey, “biyoaktif yüzey” olarak adlandırılır. Bağlanma, implantla doku arasındaki hareketliliği engeller, ayrıca implantın vücut tarafından dışlanması da engellenmiş olur. Dördüncü tür etkileşimdeyse, implant malzeme, onarım işlemi tamamlandığında çözünür ve kendisini çevreleyen doku tarafından emilerek yok edilir. Bu nedenle emilebilir (rezorbe edilebilir) cinste biyomalzeme kullanıldığında, bu malzemenin vücut sıvılarınca kimyasal açıdan parçalanabilir yapıda olmasına dikkat edilmeli. Bozunma ürünleri de zehirli olmamalı ve hücrelere zarar vermeden dokudan uzaklaştırılmalı. Tablo 2’de biyoseramik türüne bağlı olarak gözlenen doku cevapları özetlenmiş bulunuyor.

Alümina ve zirkonya, çok iyi mekanik uygunluk sağlayacak şekilde dokuya yerleştirildiklerinde (morfolojik sabitleme) ara yüzeyde hareket oluşmayacağından, klinik açıdan başarılı olacaklardır. Ancak, bu tür implantlar ara yüzeyde hareket olacak

şekilde yerleştirildiklerinde, fibroz kapsül birkaç yüz mikrometre kalınlığa ulaşabilir ve implant çok çabuk gevşer. Sonuç klinik açıdan başarısızlık. Gözenekli implant durumunda, dokunun canlı ve sağlıklı kalabilmesi için gözenekler 100-150 mikrometre çapa sahip olmalılar. Bu tür büyük gözenek boyutu, implanttaki kılcal boşlukların içerisinde büyüyen dokulara kan sağlanabilmesi için gerekli. İmplant ve doku ararsındaki üremeye bağlı olarak artan ara yüzey alanı, implantın hareketine karşı artan bir direnç oluşturur. Ara yüzey, gözeneklerde büyüyen doku ile belirlendiğinden, bu tür etkileşim, “biyolojik sabitleme” olarak adlandırılır. İmplant olarak gözenekli metal kullanıldığında, büyük ara yüzey alanı doku içerisinde metal iyon kaybına ve metal implantın korozyonuna neden olabilmekte ve bu da tıbbi açıdan sorunlara yol açmakta. Ancak, yüksek gözeneklilik her tür malzemenin dayanımını düşürür. Sonuç olarak, metal alaşımlar üzerine gözenekli seramik kaplamalar ve dokulardaki boşlukları doldurucu malzemelerin kullanılması, ara yüzey kararlılığını sağlamak için en uygun yaklaşım.

Emilebilen implantlar, belli bir kullanım periyodunda dereceli olarak bozunacak şekilde tasarlanmışlardır ve sonuçta yerlerini ev sahibi dokuya bırakırlar. Bu durumda ara yüzey kalınlığı ya çok incedir, ya da hiç olmaz. Ara yüzey kararlılığına bağlı problemlerin çözümü açısından, emilebilen implant kullanımı uygun gözükmekte. Emilebilen seramik implantların geliştirilmesinde dikkat edilecek noktalarsa şöyle sıralanabilir:

1) Bozunma süresince ara yüzey kararlılğı ve dayanımı korunmalı.

2) Doku türüne, yaşına ve sağlık durumuna bağlı olan doku yenileme hızı, emilme hızına uygun olmalı.

3) Malzeme, yalnızca metabolik olarak kabul edilebilecek maddeleri içermeli. Aksi halde kronik iltihaplanma olur ve ağrı başlar.

Trikalsiyum fosfat (TCP) seramikleri, gözenekli ve emilebilen malzemelerdir. Çene veya baş ile ilgili düşük mekanik dayanımın gerektiği uygulamalarda sert dokunun yerini alırlar. Emilebilen biyoaktif camlar da, kemiklerin yeniden üretilmesinde giderek artan bir biçimde kullanılmakta.

Ara yüzey problemlerinin çözümünde diğer bir yaklaşımsa, biyoaktif malzemelerin kullanılması. Bu malzemeler, ara yüzeyde kendine özgü bir biyolojik tepki oluştururlar ve sonuçta malzeme ve dokular arasında kemik oluşumu gerçekleşlir. Bu yaklaşımla, bağlanma süresi, dayanımı ve mekanizması birbirinden farklı olan çok sayıda biyoaktif malzeme üretilmiş bulunuyor. Bu gruptaki malzemeler, biyoaktif camlar, örneğin Bioglass; biyoaktif cam-seramikler, örneğin Ceravital, A-W cam seramik; yoğun HA, örneğin Durapatite ve Calcitite ve biyoaktif kompozitler, örneğin, HA-PE, HA-Bioglass, paslanmaz çelik lifler ile güçlendirilmiş Bioglass.

Çizelge 2.5.Biyoseramiklerin doku cevabına göre sınıflandırılması

Al2O3 seramikler cerrahide kullanılan ilk seramik malzemeler olmuslardır. Günümüzde de femur bası protezlerinde kullanılmaktadır. Biyouyumluluk testleri olumlu sonuçlar vermistir.

Hidroksiapatitlerin insandan alınan lenfosit doku kültürü üzerindeki çalısmalarda inert oldugu görülmüs ve klinik çalısmalar için uygun bulunmustur.

Hidroksiapatitin serum sıvısı içindeki davranısının incelendigi bu arastırmada da sıvının malzeme ile reaksiyona girmedigi gözlenmistir. (Martin,R.,1994 )

2.2.5. Biyoseramikler

Biyoseramikler, polikristalin yapılı seramik (alümina ve hidroksiapatit), biyoaktif cam, biyoaktif cam seramikler ve biyoaktif kompozitler (polietilen-hidroksiapatit) seklinde hazırlanabiliyor. İnorganik malzemelerin önemli bir grubunu olusturan bu malzemeler, saglık sektöründe çok çesitli uygulamalarda kullanılmaktalar. Örnegin, gözlük camları, teshis cihazları, termometreler, doku kültür kapları, endoskopide kullanılan fiber optikler, bunlar arasında sayılabilir. Çözünmez gözenekli camlar, enzim, antikor ve antijen tasıyıcı olarak da kullanılmakta. Mikroorganizmalara, sıcaklıga, çözücülere, pH degisimlerine ve yüksek basınçlara olan dirençleri bu uygulamalar açısından büyük avantaj saglar.Biyoseramikler, dis tedavisi dısında da sert doku implantı olarak kullanılırlar

Biyoseramik Türleri

Biyoseramikler, “biyoinert” , “biyoaktif” ve ‘’biyobozunur’’ olmak üzere üç grupta incelenebilir.

Biyoinert seramikler

Biyoinert seramikler iyi sürtünme özeliklerinden dolayı yapay eklemlerde kullanılır. Biyoinert maddeler toksik değildir ve biyolojik olarak aktif değildir. Kemikte kırığın oluşturduğu boşluk zamanla kan pıhtısı ile dolar. Kemikteki boşluğa implant yerleştirildiğinde orijinal doku implantın çevresinde lifli yeni bir doku oluşturur. Oluşan doku orijinal dokudan implantı ayırır ve kemiğin içine gelişerek kemik ile mekanik bir bağ oluşturur.

Biyoinert seramikler alüminyum oksit ve zirkonyum oksiti içerir. Alüminyum oksit ve zirkonyum oksit seramikleri vücutta korozyona uğramadığı için iskelet kısımlarının onarımında kullanılır. İnsanlarda Alüminyum oksit seramiği kalça protezinde ve diş implantlarında kullanılır. Alüminyum oksit kalça protezi kimyasal inertliği, yüksek dayanımı, yıpranmaya yüksek direnci, sürtünme katsayısının düşük oluşu, korozyona dayanıklılığının mükemmel oluşu gibi nedenlerden dolayı tercih edilir. Kalça eklem protezinde Alüminyum oksit biyoseramiklerinin tercih edilmesinin nedeni kullanım ömürlerinin uzun olmasıdır. Alüminyum oksit seramiğinin kemik dolgu malzemesi olarak kullanılmasında ise biyouygunluk ve mekanik özeliklerinin iyi olması başlıca etkenlerdir.

Son yıllarda zirkonyum oksit seramiği de kalça eklem protezinde kullanılmaktadır. Zirkonyum oksit alüminyum oksitten mekanik olarak daha güçlüdür ve iyi biyouygunluğa sahiptir. Zirkonyum yüksek dayanıma sahiptir. Bu nedenle kırılgan maddeleri güçlendirmek için kullanılır. Örneğin HA kaplamanın mekanik özelikleri zirkonyum ekleyerek güçlendirilmektedir.

Biyoaktif seramikler

Biyoaktif seramikler kemik dolgu malzemesi olarak kullanılır. Biyoaktif seramikte doku ile seramik arasında kimyasal bağ oluşur. Biyoaktiflik biyomalzemenin kemiğe bağlanabilme yeteneğidir. Biyoaktif seramikler blok, gözenekli madde ve granül şeklindedir. Hidroksiapatit ve biyoaktif cam-seramikler biyoaktif seramiklerdir. Biyoaktif seramiklerin mekanik kırılganlığı ortopedik cerrahi için zayıf noktadır. HA (Ca10(PO4 )6(OH)2) kalsiyum fosfatın bir şeklidir. Hızlı kemik oluşumunu ve kemiksi dokulara güçlü biyolojik bağlanmayı artıran biyoaktif özeliklere sahip bir biyoseramik maddedir.

Biyoaktif seramiklerin bir başka örneği de cam seramiklerdir. Cam seramiklerin bileşimi SiO2-Na2O-CaO’ den oluşmaktadır. Cam seramikler yüksek dayanıklılıkları ve kemiğe bağlanma özelliklerinin yüksek oluşu ile tanınırlar. Biyoaktif cam insanlarda yüksek biyoaktifliği nedeni ile dişçilikte dolgu malzemesi olarak, çene implantlarında, yapay orta kulak kemiğinde ve çene kemiğinde kullanılır. Biyoaktif cam biyouygundur; ancak,biyobozunurdeğildir.

Biyobozunur Seramikler

Biyobozunur, biyo geri emilebilir, ve biyoabsorblanabilir terimleri değişerek ve ayrım gözetmeden kullanılabilir. Biyobozunur madde biyolojik olarak parçalanabilir. Trikalsiyum fosfat (Ca3(PO4)2 ) biyobozunur bir seramiktir. Biyobozunur seramiklerin doku ile etkileşimi;Kemikte kırığın oluşturduğu boşluk kan pıhtısı ile dolar. Kemikteki boşluğa implant yerleştirildiğinde orijinal doku ve implant arasında biyoaktif bir ara yüzey oluşur. Biyoaktif ara yüzeyin özeliği doğal doku gibi zamanla değişmesidir. Bu değişim yeterince hızlı olduğunda implant çözünür ya da bozunur ve doku ile yer değiştirir.

Biyomalzeme olarak seramiklerin tercih edilme oranını artıran özellikleri;

1-Sertlik

2-Asidik ortamlardaki inert davranışlar 3-Termal dayanım, termal dayanıklılık 4-Erozyon ve aşınma dayanımı

5-Elektrik yalıtkanlığı 6-Yüksek ergime sıcaklıkları

7-Hafiflik ( metallere göre % 40 hafif ) 8-Kırılganlık

10-Hammadde bulunmasındaki kolaylık ve metale göre ucuz olması 11-Pahalı ve stratejik metallere ihtiyaç bırakmaması

12-Oksitlenmeye karşı yüksek direnç göstermesi 13-Düşük sürtünme katsayısına sahip olması 14-Yüksek basma kuvvetine sahip olması

Atomların birbirine sıkıca baglı olmadıgı ve hareket edebildigi metallerin aksine seramikler birbirine iyonakovalent baglarla baglı atomlardan olusur. Bu atomik hareketsizlik seramiklerin ısıyı ve elektrigi iletmesini engeller. Metallerin özelliklerinden çok farklı olan iki özelligi erime noktası ve gevrekliktir. Seramikler genelde 1000°C’nin üstünde erir, yani çok yüksek erime noktalarına sahiptir ve aynı zamanda gevrektirler. Bu su demektir; seramikleri eritmek çok pahalıdır ve soguk islemek imkansızdır. Bazı seramikler inorganik camlar olusturabilirler. Camlar düzenli sıralanmıs yapılara sahip olmadıklarından kristalin malzemelerinden farklıdırlar. Buz gibi kristaller kesin sıcaklıklarda eriyeceklerdir. Fakat camlar pek çok sıcaklıkta yumusayacaklardır. Yaygın olan seramiklerin çogu, alümina, safir (Al2O3) ve silika (SiO2) gibi metal oksitlerdir. Seramikler aynı zamanda karpitler, nitritler, sülfitler ve silisitler gibi oksit olmayan bilesenleri içerir. Bazıları karbon (grafit ve elmas) ve silikon gibi tek elementten olusan malzemelerdir. Bu metaller entegre devreler için kullanılırlar. Bazı seramikler de degisik elementler Si3Al3O3N5 (Siyalon) kemigin mineral hali olan Ca10(PO4)6(OH)2 (hidroksiapatit) veya süperiletken seramik YBa2Cu3O7-8 ve Bi2Sr2CaCu2O8 gibi tekil bilesikler olustururlar. Hidroksiapatitler kemigin mineral fazındaki seramik halidir. Kalsiyumfosfat partiküllerinin reaksiyonu sonucu (CaHPO4 veya Ca4(PO4)2O vb.) elde edilen bir yapı türüdür. Çizelge .2.3 de hidroksiapatit ve degisik insan ve hayvan kemikleri ile bazı metallerin mekanik özellikleri bir arada görülmektedir.

- Alümina - Zirkonya

- Pyrolytic carbon - Kalsiyum fosfatlar

- Tetracalcium phospate ( Ca4P2O9 ) - Amorphous calcium phospate

- Alpha-Tricalcium Phosphate ( Ca3(PO4)2) - Beta-Tricalcium Phosphate ( Ca3(PO4)2) - Hydroxyapatite ( Ca10( PO4)6 (OH)2) - Cam seramikler

Yapılarına Göre Biyoseramikler

Oksit Seramikleri

Bunlar inert yapıda olan ve oksijen iyonlarının olusturdugu düzlemde metal iyonlarının dagılmasıyla olusan polikristalin seramiklerdir. İki önemli türü mevcuttur. Alümina (Al2O3) ve zirkonya (ZrO2).

Alümina

Yüksek yogunluk ve yüksek saflıga (>%99.5) sahip alümina, korozyon direnci, yüksek dayanımı ve iyi biyouyumluluk özelliginden dolayı kalça protezlerinde ve dis implantlarında yaygın kullanıma sahiptir. Bu uygulamalarda kullanılan alüminanın çogu, iyi tane yapısına sahip, polikristalin alfa-Al2O3’ün 1600-1700°C’de preslenmesi ve sinterlenmesi sonucu elde edilir. Alümina, 20 yılı askın süredir ortopedik uygulamalarda kullanılmaktadır.

Resim 2.3. Alümina ile üretilmiş biyomedikal malzemeler

Zirkonya

Zirkonya da, alümina gibi bulundugu fiziksel ortam üzerinde inert etki gösterir. Alüminanın seramiklere göre avantajı çok daha yüksek çatlama ve bükülme direncine sahip olmasıdır. Zirkonya, uyluk kemigi protezlerinde basarıyla kullanılmakta. Ancak uygulamalarında üç önemli problemle karsılasılmaktadır. Fizyolojik sıvılar nedeniyle zamanla gerilme sürecinin azalması; kaplama özelliklerinin zayıf olusu ve potansiyel radyoaktif malzemeler içermesidir.Zirkonya içerisinde yarılanma ömrü çok uzun olan radyoaktif elementler bulunur. (uranyum, toryum vb). Bu elementleri yapıdan ayırmak çok zor ve pahalı islemler gerektirir. . Zirkonya bazlı seramiklerde 0.5 ppm U235’e rastlanmış bulunuyor. Radyoaktivite alfa ve gama etkileşimi olarak ortaya çıkar. Alfa- radyasyonu daha fazladır ve alfa-parçacıkları, yüksek iyonlaştırma kapasitesine sahip olduklarından yumuşak ve sert doku hücrelerini tahrip edebilirler. Radyoaktivite düzeyi küçük olduğunda da bu etkinin uzun süreli sonuçlarının incelenmesi gerekiyor.

Kalsiyum-Fosfat Seramikleri

Bunlar; kalsiyum ve fosfat atomlarının çoklu oksitleri seklindeki yapılardır. Hidroksiapatit Ca5(PO4)OH, Titanyum fosfat, Ca3(PO4)OH2 (emilebilir) ve oktakalsiyum fosfat CaH(PO4)32OH bu yapılara örnek verilebilir.

Kalsiyum fosfat bazlı biyoseramikler tıpta ve disçilikte 20 yıldan beri kullanılmaktadır. Bu malzemeler, ortopedik kaplamalar ve dis implantlarında, yüz kemiklerinde, kulak kemiklerinde, kalça ve diz protezlerinde “kemik tozu” olarak kullanılırlar. Kalsiyum fosfat seramiklerin sinterlenmesi genellikle 1000-1500°C’de gerçeklesir ve bunu istenilen sekle sıkıstırılması izler. Tüm kalsiyum fosfat seramikleri degisen hızlarda biyolojik olarak bozunurlar.

Kalsiyum fosfat seramikleri, gözenekli yapıda da hazırlanabilirler. Gözenekli seramik implantların en büyük avantajı; kemik, seramik malzemenin gözenekleri içerisinde büyüdügünde, olusan ara yüzeyin mekanik açıdan yüksek kararlılıga sahip olmasıdır.Gözenekli implantlar kemik olusumu için yapı iskeleti olarak kullanılırlar. Mercanların mikro yapısı, kontrollü gözenek büyüklügüne sahip seramiklerin olusturulması açısından en ideal malzeme olmalarını sağlamaktadır. Gözenekli malzemeler, her zaman için yığın formlarında daha zayıftırlar ve artan gözeneklilige bağlı olarak, malzemenin dayanımı daha da azalmaktadır. Kemik kırıklarını doldurmak için gözenekli sentetik kalsiyum fosfat seramikler kullanılırken, dis implantlarında kaplama olarak gözenekli hidroksiapatit malzeme kullanılır.

Resim 2.5. Kalsiyum seramiği örnekleri

Kalsiyum seramiklerinin sinterlenmesi genellikle 1000- 1500 C ‘de gereçekleştirilir ve bunu istenilen geometride sıkıştırılması izler.

Hidroksiapatit

Resim. 2.7. H.A. Yakından görünüşü

Kemik dokusunun inorganik yapısını oluşturan kalsiyum fosfat esaslı HA, tıp ve dişçilikte kullanılan bir biyoseramik malzeme olup, biyouyumluluğu nedeniyle yapay kemik olarak çeşitli protezlerin yapımında, çatlak ve kırık kemiklerin onarımında ve metalik biyomalzemelerin kaplanmasında kullanılmaktadır. HA hekzagonal rombik kafes yapısında olup, birim hücre boyutları; a=b=9.432°A ve c=6.881°A’dır. İdeal Ca/P oranı 10/6 ve hesaplanan yoğunluğu 3.219 gr/cm3 ‘tür (Park, 1992:46-75).

Resim.2.8.Kemik yapısı -Trabeculae ( Süngerimsi kemik )

Çizelge 2.5. HA’nın Mekanik Özellikleri

Hidroksiapatitin Biyouyumluluğu

HA’nın en önemli özellikleri arasında mükemmel biyolojik uyumluluğu önde gelir. HA, sert dokularla direk kimyasal bağ kurar. HA partiküllerinin yada gözenekli blokların kemiğe yerleştirilmesinde; yeni doku, 4–8 haftada şekillenir (Bajpai, 1985). HA gözenekli yapısı; hücrelerin, gözeneklerin içine doğru büyümesinden dolayı, dokuların implante nüfuz etmesini sağlar. Ayrıca HA'nın yapısındaki gözenekler,bir kanallar sistemi gibi davranıp, kemik yapıya kanın ve diğer önemli vücut sıvılarının ulaşmasını sağlar. HA’nın emilimi yılda % 5-10 hızıyla gerçekleşir. Yapılan deneylerde HA implantların, öncelikle fibrovasküler doku ile kaplandığı ve zamanla bu dokudaki olgun lamellerin, kemiğe dönüştüğü tespit edilmiştir (Yetkin, 2001). HA’nın osteokonduktif özellikleri de implantların kemiğe sıkı yapışmasına ortam ve olanak sağlar. Ayrıca HA’nın lokal büyüme faktörlerine, özellikle kemik proteinlerine karşı kuvvetli kimyasal bağlanma eğilimi olduğu saptanmıştır. HA non-toksik (zehir etkisi olmayan) (Capello, 1997) özelliklere sahip olması sayesinde meydana gelebilecek vücut reaksiyonları da minimumdur. Hidroksiapatitler kemigin mineral fazındaki seramik halidir.

Kalsiyumfosfat partiküllerinin reaksiyonu sonucu (CaHPO4 veya Ca4(PO4)2O vb.) elde edilen bir yapı türüdür. Çizelge 2.3. de hidroksiapatit ve degisik insan ve hayvan emikleri ile bazı metallerin mekanik özellikleri bir arada görülmektedir.

Hidroksiapatitin Üretim Yöntemleri

HA ilk kez (Hayek, 1963) tarafından kimyasal çöktürme yöntemi kullanılarak sentezlenmiş olup, daha sonra, su-bazlı kalsiyum ve fosfat tuzları içeren çözeltilerden kimyasal çöktürme veya asit-baz titrasyonu gibi yöntemlerle elde edilebilmektedir (Taş, 2000). Üretim yöntemi, biyoseramiğin sert doku değişimi ya da doku ve protezlerin birleştirilmesinde kullanılacak olmasına göre farklılık gösterir. Sert doku yer değişimlerinde, çevre dokuların protezlere nüfuzu ve tutturulması için belirli oranda gözenekli olması istense de, gerekli olan en önemli özellik mukavemettir. Fakat protezin mukavemetinin, çevre kemik dokusunun mukavemetinden çok fazla olması, gerilme yığılması (stress shielding) denilen probleme neden olur. Biyoseramik malzemelerin mukavemeti, tamamen yoğunluğuyla doğru orantılıdır. Eğer bir biyoseramiğin mukavemetinin artması isteniyorsa, yoğunluk arttırıcı işlemlerden geçirilmelidir.

Doku ve implant birleşimlerinde; gözeneklilik, dokunun gelişimi ve biyoseramiğin implant ile birleşmesi açısından önemlidir. Gözenekli malzemeler, yüksek alan/hacim oranına sahiptirler. Bu da biouygunluğu sağlar. (Taş, 1998) ve (Oktar, 2002) Gözenekli kalsiyum fosfat seramiklerin üretilmesi üzerine çeşitli çalışmalar yapmıştır. Gözenekli seramik implantların en büyük avantajı; kemik, seramik malzemenin gözenekleri içerisinde büyüdüğünde, oluşan ara yüzeyin mekanik açıdan yüksek kararlılığa sahip olmasıdır. Gözenekli implantlar, kemik oluşumu için yapı iskelesi olarak da kullanılırlar. Mercanların mikro yapısı, kontrollü gözenek büyüklüğüne sahip seramiklerin oluşturulması açısından en ideal malzeme olmaktadır. Gözenekli malzemeler, her zaman için yığın formlarında daha zayıftır ve artan gözenekliliğe bağlı olarak, malzemenin dayanımı daha da azalmaktadır. Gözenekler dokuların iç büyümesine de izin verirler. Dolayısıyla protezin desteklenme ve korunması sağlanır. Ayrıca, gözenekler bir kanal sistemi gibi davranarak, kemik içerisine kan ve diğer vücut sıvılarının ulaşımını sağlarlar. Fakat gözenekliliğin fazla olması mukavemeti düşürdüğünden optimum bir oran kullanılmalıdır. Gözenekli biyoseramik

üretiminde yaygın olarak, katılaştırıcılı birleştirme ve damlatmalı döküm olmak üzere iki yöntem kullanılmaktadır. Doku birleştirmelerinde sık kullanılan bu yöntemlerin dışında, polimerik sünger metodu, köpük metodu, organik katık ekleme, jel ve kayma döküm, direkt konsolidasyon ve hidroliz yardımlı katılaştırma gibi yöntemlerde kullanılmaktadır. (Taş, 1998–2000), Kalsiyum HA'yı, nano-boyutlarda yüksek kimyasal homojenlik ve saflıkta seramik tozlar olarak, kalsiyum nitrat ve di-amonyum hidrojen fosfat tuzlarının, özgün bir kompozisyona sahip “Sentetik Vücut Sıvısı (SVS)” çözeltilerinde uygun oranlarda çözülmesi ile başlanarak, insan vücudu sıcaklığı olan 37°C’de ve yine insan vücudu pH değeri olan 7.4’te, biyomimetik koşullarda yürütülen özgün bir kimyasal sentez yöntemi ile elde etmiştir. (Weng, 1997) HA üretmek için bir ethylene glycol çözeltisi (Ca(OAC)2.xH2O) ve bir butanol çözeltisi (P205) kullanmıştır. İşlem sırasında kullanılan, asetik asit (HOAC) ve amonyumnitrat (NH4N03), dengeleyici ve oksitleyici olarak görev yapmıştır. Bu yöntem ile elde edilen HA'yı, kaplamaların hazırlanması uygulamasında potansiyel olarak tanımlamaktadır. (Taş, 2001) HA seramiklerinin elyaflar ile güçlendirilmesi sonucunda kırılma tokluklarının artırılması için; HA elyaflarını, ergitilmiş tuz sentezi (ETS) yöntemini kullanarak ilk kez üretmiştir.

Hidroksiapatitin Klinik Uygulamaları

Kemik greftleri (yama, ek), iyi huylu kemik tümörlerinde standart cerrahi prosedürlerden biridir. Kemik tümörlerinde yeniden yapılandırma işlemlerinde; insan, hayvan kaynaklı ve biyolojik esaslı olmayan malzemeler kullanılır. Bu uygulamada kullanılacak malzemenin, kolay üretilip elde edilebilen ve biyouygunluğu yüksek bir malzeme olması gereklidir. Toksik (zehir etkisi) olmamaları nedeniyle vücudu en alt düzeyde olumsuz etkileyen ve kemik grefti olarak kullanımlarda avantaj olarak sayılabilecek kimyasal ve fiziksel özelliklerin yanında, biyouyumlu oldukları için klinikte en çok kullanılan seramikler; HA ve TCP veya bunların kompozitlerini içeren kalsiyum fosfat seramiklerdir. TCP, klasik hızlı rezorbe olan Ca-P seramiğidir. Blok

TCP’nin porları küçük ve arasındaki bağlantılar tam olmadığı için malzeme tümüyle rezorbe olmadan kemik oluşumu gerçekleşemez. Bu nedenle blok TCP iyi bir greft (yama) malzemesi değildir. HA, yavaş rezorbe (emilen-yok olan) olan klasik Ca-P seramiğidir. Blok HA in-vivo olarak stabildir ve yılda %5-10 oranında rezorbe olur. Blok HA fibrovasküler (lifli ve damarsal) doku tarafından invaze (içine almak- yayınmak)olur ve daha sonradan matür (olgun) lameller kemiğe dönüşür (Yetkin, 2001). HA’nın biyouygunluğu, (Bajpai, 1985) tarafından deneylerle kanıtlanmıştır. Bu deneylere dayanarak HA 1983 yılından itibaren kullanılmaktadır. Bu uygulamada