doç. dr. atilla evcİn universitesibiyomalzemedanışma...
TRANSCRIPT
![Page 1: Doç. Dr. Atilla EVCİN UniversitesiBiyomalzemeDanışma Kurulu).blog.aku.edu.tr/evcin/files/2016/11/9.pdf27.11.2016 3 İlk metal protez 1938 yılında vitalyum (Co-Cr- Mo) alaşımından](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013008/5ccb58de88c993fa708cf4fc/html5/thumbnails/1.jpg)
27.11.2016
1
Doç. Dr. Atilla EVCİN
2
Biyomalzeme nedir?
Vücudun herhangi bir organ, doku veyafonksiyonunu yer değiştirmek, güçlendirmek yadatedavi etmek amacıyla biyolojik sistemlerlearayüzey oluşturan malzemelerdir (Williams, 1999).
Vücudun herhangi bir organ, doku veyafonksiyonuyla yer değiştiren, tedavi eden yadagüçlendiren bir sistemin herhangi bir parçası yadatümü olarak belli bir periyod boyunca kullanılandoğal yada sentetik kökenli madde veya maddelerinbirleşimdir. (Williams, 1987).
3
Bir biyomalzeme, doğal bir fonksiyonla yer değiştiren, güçlendiren yada performansını artıran biyomedikal cihaz yada yaşayan bir yapının bir kısmını veya hepsini oluşturan doğal veya insan yapımı bir malzemedir. (Wikipedia).
Yaşayan bir sistemle birleşen yada yerine konulmak için tasarlanan sistematik ve farmakolojik olarak inert bir maddedir. ( Clemson
Universitesi Biyomalzeme Danışma Kurulu).
Biyomalzeme nedir?
Biyomalzemeler, insan vücudundaki canlı dokuların işlevlerini yerine getirmek ya da desteklemek amacıyla kullanılan doğal ya da sentetik malzemelerdir.
Sürekli olarak veya belirli aralıklarla vücut akışkanlarıyla (örn. kan) temas ederler.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
![Page 2: Doç. Dr. Atilla EVCİN UniversitesiBiyomalzemeDanışma Kurulu).blog.aku.edu.tr/evcin/files/2016/11/9.pdf27.11.2016 3 İlk metal protez 1938 yılında vitalyum (Co-Cr- Mo) alaşımından](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013008/5ccb58de88c993fa708cf4fc/html5/thumbnails/2.jpg)
27.11.2016
2
5
Biyomalzeme tarihiYıl Gelişme18th–19th yüzyıl
1860-1870
1900 başları
Kemik kırılmalarını birleştirmek için farklı metal aletler: Fe, Au, Ag veya Pt çubuk veya pimler
Steril cerrahi birimleri(Dr J. Lister tarafından geliştirilen cerrahi tekniğe kadar biyomalzemelerin kullanımı pratik olmamıştır.)
Kemik plakalar kemik kırıklarını tedavide yardım etmek amacıyla denendi. Fakat bunların çoğu karmaşık mekanik dizaynları nedeniyle kırıldı; -Çok ince-Köşelerde biriken gerilmeler. -Vücutta hızla korozyona uğraması
6
Biyomalzeme tarihi
Yıl Gelişme1930 lar
1938
1940 lar
1946
1950 lar
1960 lar
Paslanmaz çelik ve kobalt krom alaşımlarının kullanımı
İlk tam kalça protezi
Kornea impantı ve zarar görmüş kafatası kırıklarının bölümleriyle yer değiştirmek için PMMA’ın ilk defa kullanımı
Kalça kemiğinin protezinde ilk defa biyomekanik olarak dizayn edildi: eklem yer değiştirmesinde kullanılan ilk plastik PMMA.
İlk kan damar yer değişimi
İlk ticari kalp kapakçığı değişimi
Ortapedik İmplant
PMMA,akrilik,silikon
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
![Page 3: Doç. Dr. Atilla EVCİN UniversitesiBiyomalzemeDanışma Kurulu).blog.aku.edu.tr/evcin/files/2016/11/9.pdf27.11.2016 3 İlk metal protez 1938 yılında vitalyum (Co-Cr- Mo) alaşımından](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013008/5ccb58de88c993fa708cf4fc/html5/thumbnails/3.jpg)
27.11.2016
3
İlk metal protez 1938 yılında vitalyum (Co-Cr-Mo) alaşımından üretilmiştir.
1960’lara kadar kullanılan bu protezler metal korozyona uğradığında ciddi tehlikeler yaratmıştır.
1972 yılında alumina ve zirkonya isimli iki seramik yapı herhangi bir biyolojik olumsuzluk yaratmaksızın kullanılmaya başlanmıştır ancak dokuya bağlanma problemi ortaya çıktığı için yeni arayışlar devam etmiştir.
Aynı yıllarda Hench tarafındangeliştirilen biyoaktif seramikler, (örn.biyocam ve hidroksiapatit) ile buproblem çözülmüş bulunmaktadır.
İlk başarılı sentetik implantlar,iskeletteki kırıkların tedavisindekullanılan kemik plakalarıdır.
1950’li yıllarda kan damarlarının değişimive yapay kalp vanaları, 1960’larda dakalça protezleri geliştirilmiştir.
Kalp ile ilgili cihazlarda esnek yapılısentetik bir polimer olan poliüretankullanılırken, kalça protezlerinde isepaslanmaz çelik daha çok tercihedilmiştir.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
![Page 4: Doç. Dr. Atilla EVCİN UniversitesiBiyomalzemeDanışma Kurulu).blog.aku.edu.tr/evcin/files/2016/11/9.pdf27.11.2016 3 İlk metal protez 1938 yılında vitalyum (Co-Cr- Mo) alaşımından](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013008/5ccb58de88c993fa708cf4fc/html5/thumbnails/4.jpg)
27.11.2016
4
Kalp cihazları
Yapay kalp
Diş hekimliğinde ilk olarak 1937’depoli(metil metakrilat) (diş akriliği olarakbilinir) ve yüksek molekül ağırlıklıpolietilen de kalça protezi olarakkullanılmaya başlanmıştır.
II. Dünya savaşından sonra paraşüt beziolarak bilinen poliamid damakprotezlerinde kullanılmaya başlandı.
Dental İmplant
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
![Page 5: Doç. Dr. Atilla EVCİN UniversitesiBiyomalzemeDanışma Kurulu).blog.aku.edu.tr/evcin/files/2016/11/9.pdf27.11.2016 3 İlk metal protez 1938 yılında vitalyum (Co-Cr- Mo) alaşımından](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013008/5ccb58de88c993fa708cf4fc/html5/thumbnails/5.jpg)
27.11.2016
5
1970’lerde ilk sentetik, bozunur yapıdakiameliyat ipliği poli glikolik asittenüretilmiştir.
Son 30 yılda çok sayıda metal, seramikve polimer vücudun değişik parçasınınonarımı ve yenilenmesi amacıylakullanılmıştır.
Yumuşak doku parçaları
Biyomalzemeler yalnızca implant olarakdeğil vücut dışına yerleştirilen amavücutla etkileşim halindeki cihazlarda,çeşitli eczacılık ürünlerinde ve teşhiskitlerinde de yaygın olarakkullanılmaktadır.
Günümüzde medikal uygulamalarda halenaşılamamış sorunlarda vardır.
Bunların çözümünde doku mühendisliği vegen tedavisi alternatif yaklaşımlarsunmaktadır.
Özellikle nanoteknoloji, bilişimteknolojileri ve fabrikasyonyöntemlerindeki gelişmelere paralelolarak daha mükemmel biyomalzemelerinyapılması çalışmaları devam etmektedir.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
![Page 6: Doç. Dr. Atilla EVCİN UniversitesiBiyomalzemeDanışma Kurulu).blog.aku.edu.tr/evcin/files/2016/11/9.pdf27.11.2016 3 İlk metal protez 1938 yılında vitalyum (Co-Cr- Mo) alaşımından](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013008/5ccb58de88c993fa708cf4fc/html5/thumbnails/6.jpg)
27.11.2016
6
Biyomalzemelerin farklı kullanım alanlarıarasında, hücre teknolojisinde hücre ve hücresel ürün
destek malzemesi olarak, atık su arıtımında adsorban (yakalayıcı tutucu)
malzeme olarak, biyosensörlerde, biyoayırma işlemlerinde, enzim,doku, hücre gibi biyoaktif maddelerin
immobilizasyonunda (tutuklanmasında) ve biyoçiplerdeki kullanımları sayılabilir.
Birçok biyomateryal, kültür ortamındahücrelerin gelişimini yönetmekapasitesine sahiptir.
Ancak sinir, kemik, kan damarları veyakornea epiteli gibi kritik bölgelerdehasar sonrası hücre gelişimini içerendoku yenilenmesinde, hücrelerin çokdaha özgün emirlere (sinyallere)gereksinimi vardır.
Canlıda, hasarlı dokuları tamir eden veyenilenmeyi sağlayan hücreler, hem ‘düşman’hasar bölgesinden hem de çevredeki sağlıklıdokulardan gelen moleküler sinyallertarafından adeta bombardımana tutulurlar.
Bu nedenle seçilecek ideal madde,– hasarlı dokunun tamiri için gerekli olan ve– çevre dokulardaki hedef hücrelerden salınan
yapıları birleştirici ve– büyüme özelliğini devam ettirici maddelerle seçimli
olarak etkileşime girebileceközellikte olmalıdır.
İnterdisipliner bir alan:– Kimya– Fizik– Biyoloji– Mekanik
İlgi alanları:– Polimerler– Seramikler– Kompozit malzemeler– Elektronik malzemeler– Metaller
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
![Page 7: Doç. Dr. Atilla EVCİN UniversitesiBiyomalzemeDanışma Kurulu).blog.aku.edu.tr/evcin/files/2016/11/9.pdf27.11.2016 3 İlk metal protez 1938 yılında vitalyum (Co-Cr- Mo) alaşımından](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013008/5ccb58de88c993fa708cf4fc/html5/thumbnails/7.jpg)
27.11.2016
7
Metaller
Yarıiletken Malzemeler
Seramikler
Polimerler
SentetikBiyomalzemeler
Ortopedik vida/sabitleyici
Dental Implantlar
Dental Implantlar
Kemik protezleri
BiyosensorlerImplant edilebilir
Mikroelektrodlar
Cilt/kıkırdakİlaç dağıtım araçları Göz implantları
İskelet kasları kemiklere bağlanarak genellikle onların hareketini sağlar.
Kasların iskelete bağlandığı yere kas kirişi veya tendon denir.
Vücut sıvılarının pH değeri farklı dokulara göre 1 ile 9 arasında değişir.
Günlük aktivitelerimiz sırasında kemiklerimiz yaklaşık 4 MPa, tendomlar ise 40-80 MPa değerinde basınç ve gerilmeye maruz kalırlar.
Biyomalzemeler; Metaller Seramikler Polimerler Kompozitler
olmak üzere dört gruba ayrılabilir.
Alüminyum oksit, biyoaktif cam, karbon ve hidroksiapatit (HA) biyouyumlu seramik malzemelere,
Altın, tantal, paslanmaz çelik ve titanyum alaşımları biyouyumlu metal malzemelere
Polietilen (PE), poliüretan (PU), politetrafloroetilen (PTFE), poliasetal (PA), polimetilmetakrilat (PMMA), polietilenteraftalat (PET), silikon kauçuk (SR), polisülfon (PS), polilaktik asit (PLA) ve poliglikolik asit (PGA) gibi biyouyumlu polimerik malzemelere örnek olarak verilebilir.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
![Page 8: Doç. Dr. Atilla EVCİN UniversitesiBiyomalzemeDanışma Kurulu).blog.aku.edu.tr/evcin/files/2016/11/9.pdf27.11.2016 3 İlk metal protez 1938 yılında vitalyum (Co-Cr- Mo) alaşımından](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013008/5ccb58de88c993fa708cf4fc/html5/thumbnails/8.jpg)
27.11.2016
8
Her malzemenin kendine özgü uygulanabilme alanı vardır.
Örn. polimerler çok değişik bileşimlerde ve şekillerde (lif, film, jel, boncuk, nanopartikül) hazırlanabilmeleri nedeniyle biyomalzeme olarak geniş bir kullanım alanına sahiplerdir.
Bunun yanında,örn. ortopedik alanda mekanik dayanımlarının zayıf olduğu, sıvıları yapısına alarak şişebilir veya istenmeyen toksik ürünler (monomer, antioksidan gibi) salgılayabilir olmaları,sterilzasyon işlemlerinin (otoklavlama, etilen oksit, 60Co radyasyonu) polimer özelliklerini etkilemesi
olumsuz özellikleridir.
Metallerin, sağlamlıkları, şekillendirilebilir olmaları ve yıpranmaya karşı dirençli olmaları bazı uygulamalarda tercih edilebilmelerini sağlamıştır.
Ancak biyouyumluluklarının düşük olması, korozyona uğramaları, dokulara göre çok sert olmaları, yüksek yoğunlukları ve alerjik doku reaksiyonlarına neden olabilecek metal iyonu salımı bu malzemelerin kullanım alanlarını sınırlandırmıştır.
Seramiklerin ise biyouyumlulukları son derece yüksektir ve korozyona dayanıklı malzemelerdir.
Bunun yanında, kırılgan olmaları, esnek olmamaları, yüksek yoğunluğa sahip olmaları bu malzemelerin dezavantajlarıdır.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
![Page 9: Doç. Dr. Atilla EVCİN UniversitesiBiyomalzemeDanışma Kurulu).blog.aku.edu.tr/evcin/files/2016/11/9.pdf27.11.2016 3 İlk metal protez 1938 yılında vitalyum (Co-Cr- Mo) alaşımından](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013008/5ccb58de88c993fa708cf4fc/html5/thumbnails/9.jpg)
27.11.2016
9
Homojen özellik gösteren ve kullanım açısından dezavantajlara sahip olan tüm bu malzeme gruplarına alternatif olarak da kompozit malzemeler geliştirilmiştir.
Tıbbi uygulamalarda kullanılacak biyomalzemeleri,
yumuşak dokuve
sert dokuyerine kullanılacak biyomalzemeler olarak incelemek mümkündür.
Ortopedik ve diş implantları metal ve seramiklerden hazırlanırken (sert doku yerine)
Kalp-damar sistemi ve plastik cerrahi malzemeleri polimerlerden (yumuşak doku yerine) kullanılmaktadır.
Genelleme de yapmak çok doğru olmayabilir çünkü bir kalça protezi metal ve polimer kompozitlerden hazırlanabildiği gibi bir kalp kapakçığı da polimer, metal ve karbondan hazırlanabilir.
Kardiyovasküler Uygulama
Göz Tedavi Uygulamaları
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
![Page 10: Doç. Dr. Atilla EVCİN UniversitesiBiyomalzemeDanışma Kurulu).blog.aku.edu.tr/evcin/files/2016/11/9.pdf27.11.2016 3 İlk metal protez 1938 yılında vitalyum (Co-Cr- Mo) alaşımından](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013008/5ccb58de88c993fa708cf4fc/html5/thumbnails/10.jpg)
27.11.2016
10
Biyomalzemelerin Kullanım Alanları
Hastalıklı veya hasar görmüş kısımların yerine (diyaliz, protezler)
İyileşmeye yardımcı olmak (ameliyat ipliği (kat-küt), vidalar teller)
Fonksiyonelliği artırmak (lens kalp pili işitme cihazı)
Estetik görüntü problemleri düzeltmek (diş teli, deri implantasyonu,silikon)
Tedaviye yardımcı olmak (katater, direnaj) Teşhise yardımcı olmak (biyoalgılayıcılar,
endoskopi, enjektör) Fonksiyon bozukluklarını düzeltmek (omurga
fixatörleri)
Tablo .Sentetik Malzeme ve Modifiye Edilmiş Doğal Malzemelerin Uygulamaları
İskelet Sistemi
Eklem yer değiştirmeleri (kalça , diz) Titanyum, Ti-Al alaşımlar, paslanmaz çelik, polietilen
Kırılma fiksatörleri (Kemik plate) Paslanmaz Çelik, Kobalt-Krom alaşımlar
Kemik çimentosu Polimetilmetakrilat
Suni tendom ve ligamentler Teflon, Dacron
Diş implantları Titanyum, Aluminyum, Kalsiyum fosfat
Kardiovasküler Sistem
Kan Vessel protezleri Dacron, Teflon, Poliüretan
Kateter Silikon, teflon, poliüretan
Kalp vanaları Paslanmaz Çelik, Karbon, tekrar onarılmış doku
Organlar
Suni Kalp Poliüretan
Geçici Deri tamiri Silikon, kolojen bileşikleri
Suni böbrek Selüloz, polisakkarit
Lensler
İç oküler lensler PMMA, silikon, hidrojel
Kontak lensler Silikon-akrilat, hidrojel
Kornea Bandajı Kolajen, hidrojel
Tablo .İmplantasyonda Kullanılan Malzemelerin Avantaj ve Dezavantajları
Malzeme Avantajlar Dezavantajlar Örnekler
Polimerler: Silastic®, Teflon ®, Dacron ®Nylon
Düşük yoğunluk, esneklik, fabrikasyon kolaylığı
Mekanik dayanım azlığı, zamana bağlı degrasyon
Diş, cement, suni tendonlar, kulak
Metaller:Paslanmaz Çelik 316 S, Titanyum Alaşımlar
Tensile strengthyüksek dayanımlılık, yıpranma-dayanımlılığı,
Düşük biyolojik uyumluluk, fizyolojik ortamda korozyon, yüksek yoğunluk, yumuşak bağ dokuları ile mekanik uyumsuzluk
Ortopedik fiksatörler, diş implantları
Seramikler: Aluminyum Oksit, Kalsiyum Aluminyum, Titanyum oksit, Karbonlar
İyi biyolojik uyumluluk, korozyona dayanıklılık, inert, dirence dayanım
Düşük tensile impact strength, fabrikasyon zorluğu, düşük mekanik reliability, yüksek yoğunluk, resilience eksikliği
Hip protezleri, seramik dişler
Kompositler:Seramik kaplı metalKarbon kaplı mazlzeme
İyi biyolojik uyumluluk, korozyona dayanıklılık, inert, dirence dayanım
Fabrikasyon üretim zorluğu
Suni kalp vanaları, diz eklemleri (karbon fiberlerle kuvvetlendirilmiş yüksek yoğunluklu polietilen)
Biyomalzemeler, yaşayan sistemlerin içerisindeveya onlarla ilişkide olan sistematik vefarmakolojik olarak reaksiyona girmeyenmalzemelerdir.
Seramik, metalik, polimerik ve kompozit malzemelergenellikle biyomalzeme olarak kullanılmakta ve insansağlığına önemli katkılarda bulunmaktadır.
Seramik malzemeler, kararlı kimyasal yapısı, biyouyumluolması ve toksik etki göstermeme özellikleri nedeniylegüvenle kullanılabilir. Ancak bu malzemelerde kırılmatokluğu ve yorulma dayanımı değerlerinin düşükolmasına bağlı mekanik özelliklerinin yetersiz kaldığıgörülmektedir.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
![Page 11: Doç. Dr. Atilla EVCİN UniversitesiBiyomalzemeDanışma Kurulu).blog.aku.edu.tr/evcin/files/2016/11/9.pdf27.11.2016 3 İlk metal protez 1938 yılında vitalyum (Co-Cr- Mo) alaşımından](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013008/5ccb58de88c993fa708cf4fc/html5/thumbnails/11.jpg)
27.11.2016
11
Bu nedenle dentaluygulamalarda olduğu gibimetallerle desteklenerek veyaortopedik uygulamalarda isemetale kaplama yapılaraközelliklerinde iyileştirmelerlekullanılmıştır.
Seramikler, dişçilikte dolgumalzemesi, altın-porselenkaplama ve protez parçalarıolarak yaygın bir biçimdekullanılmakta olup ve dişseramikleri olarakisimlendirilirler
Canlı dokuya yerleştirilen tüm malzemeler, bu dokudantepki alırlar. Bu tepki, doku-implant ara yüzeyinde oluşurve– dokunun tipine,– yaşına,– ara yüzey hareketliliğine,– vücut sıvısının sirkülasyonuna,– implantın fiziksel ve kimyasal özelliklerine,– yüzey morfolojisine vb. özelliklere bağlı olarak değişir.
İmplant malzemelerdeki tehlikeler, çevresindeki dokularazarar vermesi veya etkileşimi ile açığa çıkan kimyasalmaddelerin, doku sıvısında dolaşarak hasara yolaçmasıdır.
Biyouyumluluk
Malzeme ve vücut sıvılarının kimyasal etkileşimive bu etkileşimin fizyolojik sonuçlarının vücudane kadar zarar verip vermediğidir.
Bir malzemenin biyouyumlu olması içinbulunduğu canlıdaki fizyolojik ortam tarafındankabul edilmesi gerekir.
Tanımlar
İn vitro: Hücre ve doku kültürlerindegerçekleştirilen deneyler (canlı organizmadışında).
İn vivo: Vücuda doğrudan temasla yapılandeneyler (göz içi,ağız gibi).
İn situ :Hücre içinde yapılan deneyler(canlı organizma içinde).
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
![Page 12: Doç. Dr. Atilla EVCİN UniversitesiBiyomalzemeDanışma Kurulu).blog.aku.edu.tr/evcin/files/2016/11/9.pdf27.11.2016 3 İlk metal protez 1938 yılında vitalyum (Co-Cr- Mo) alaşımından](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013008/5ccb58de88c993fa708cf4fc/html5/thumbnails/12.jpg)
27.11.2016
12
Sentetik bir malzeme biyomalzeme olarakkullanıldığında, bu malzemenin canlı dokuylateması sırasında yaşam sistemini herhangi birşekilde etkilememesi gerekmektedir.
Canlı dokuya yerleştirilmiş tüm malzemeler, budokudan tepki alırlar. Çeşitli faktörlere bağlıolarak implant malzemeye olan doku cevabınındört türünden bahsedilebilir.
1. Malzeme toksikse, çevresindeki doku ölür 2. Malzeme toksik değil biyoinertse, değişik
kalınlıkta fibröz doku oluşur 3. Malzeme toksik değil de biyoaktifse, doku
implant ara yüzeyinde baglama gerçeklesir 4. Malzeme toksik değil, fakat çözünür
yapıdaysa, çevresindeki doku, implantın yerinialır.
Araştırmacılar , “biyomalzeme” ve“biyouyumluluk” terimlerini, malzemelerinbiyolojik performanslarını belirtmek içinkullanmışlardır.
Biyouyumluluk, aynı zamanda biyomalzemeninen önemli özelliği olup, vücut ile uyuşabilirlikolarak tanımlanabilir.
Biyomalzemeler, kendilerini çevreleyen dokularınnormal değişimlerine engel olmayan ve dokudaistenmeyen tepkiler (iltihaplanma, pıhtı oluşumuvb.) oluşturmayan malzemelerdir.
Bazı araştırmacılar, biyouyumluluk terimini birazgenişleterek, biyomalzemenin yapısal ve yüzeyuyumluluğunu ayrı ayrı tanımlamışlardır.
Yüzey uyumluluğu, bir biyomalzemenin vücutdokularına fiziksel, kimyasal ve biyolojik olarakuygun olmasıdır. ,
Yapısal uyumluluk ise, malzemenin vücutdokularının mekanik davranışına sağladığıoptimum uyumdur.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
![Page 13: Doç. Dr. Atilla EVCİN UniversitesiBiyomalzemeDanışma Kurulu).blog.aku.edu.tr/evcin/files/2016/11/9.pdf27.11.2016 3 İlk metal protez 1938 yılında vitalyum (Co-Cr- Mo) alaşımından](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013008/5ccb58de88c993fa708cf4fc/html5/thumbnails/13.jpg)
27.11.2016
13
Biyomalzemeler doku ile etkileşimlerine göre– biyoinert,– biyoaktif ve– biyobozunur malzemeler olmak üzere üç ana gruba ayrılır.
Biyoinert malzemelerin doku ile etkileşimleri mekanikbağ şeklindedir. Mekanik bağ biyoinert malzemenindokuyu değiştirmeden doku ile bir arada bulunmasıanlamına gelmektedir.
Biyoaktif malzemeler kemikle ya da canlı organizmanınyumuşak dokusu ile kimyasal bağ yaparak etkileşirler.
Biyobozunur malzemeler ise biyolojik olarak bozunarakzamanla doku ile yer değiştirir.
Tablo Biyo malzemelerin doku ile etkileşimlerine göre sınıflandırılmaları ve biyo malzeme örnekleri (Dubok et al. 2000)
Biyomalzeme tipi Doku ile etkileşimi Biyomalzeme Örnekleri
Biyoinert Mekanik bağ Al, Zr, Ti oksitlerBiyoaktif Kimyasal bağ yapar HA, biyoaktif cam,
cam seramiklerBiyobozunur Yer değiştirir TCP (Trikalsiyum
fosfat)
Şekil Biyoaktivitesine göre biyomalzemelerin sınıflandırılması. (a) biyoinert, (alümina dental implant), (b) biyoaktif, metalik bir dental implant üzerine hidroksiapatit [Ca10(PO4)6(OH)2]
kaplama, (c) yüzey aktif, biyocam (d) biyobozunur, tri-kalsiyum fosfat implant [Ca3(PO4)2].
Biyoinert seramikler Biyoinert seramikler iyi sürtünme özelliklerinden dolayı
yapay eklemlerde kullanılır. Biyoinert maddeler toksik değildir ve biyolojik olarak aktif
değildir. Kemikte kırığın oluşturduğu boşluk kan pıhtısı ile dolar.
Kemikteki boşluğa implant yerleştirildiğinde orijinal dokuimplantın çevresinde lifli yeni bir doku oluşturur.
Oluşan doku orijinal dokudan implantı ayırır ve kemiğiniçine gelişerek kemik ile mekanik bir bağ oluşturur.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
![Page 14: Doç. Dr. Atilla EVCİN UniversitesiBiyomalzemeDanışma Kurulu).blog.aku.edu.tr/evcin/files/2016/11/9.pdf27.11.2016 3 İlk metal protez 1938 yılında vitalyum (Co-Cr- Mo) alaşımından](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013008/5ccb58de88c993fa708cf4fc/html5/thumbnails/14.jpg)
27.11.2016
14
Biyoaktif Seramikler Biyoaktif seramikler kemik dolgu malzemesi
olarak kullanılır. Biyoaktif seramikte doku ileseramik arasında kimyasal bağ oluşur.
Biyoaktiflik biyomalzemenin kemiğebağlanabilme yeteneğidir. Biyoaktif seramiklerblok, gözenekli madde ve granül şeklindedir.
Hidroksiapatit ve biyoaktif cam-seramiklerbiyoaktif seramiklerdir. Biyoaktif seramiklerinmekanik kırılganlığı ortopedik cerrahi için zayıfnoktadır
Biyobozunur Seramikler Biyobozunur, biyogeriemilebilir, ve biyoabsorblanabilir
terimleri değişerek ve ayrım gözetmeden kullanılabilir.Biyobozunur madde biyolojik olarak parçalanabilir.Trikalsiyum fosfat (Ca3(PO4)2 ) biyobozunur bir seramiktir
Kemikte kırığın oluşturduğu boşluk kan pıhtısı ile dolar.Kemikteki boşluğa implant yerleştirildiğinde orijinal dokuve implant arasında biyoaktif bir ara yüzey oluşur.Biyoaktif ara yüzeyin özeliği doğal doku gibi zamanladeğişmesidir. Bu değişim yeterince hızlı olduğundaimplant çözünür ya da bozunur ve doku ile yer değiştirir
Biyoseramiklerin Dokularla Etkileşimi
Seramik implantların en ilgi çekici özelliklerindenbiri, doku için zehir etkisi oluşturmamalarıdır.
Dokuların çok karşılaşılan bir tepkisi de, dokununimplant çevresinde ipliksi bir kapsül üretmesi. Buipliksi doku, organizma tarafından implanta karşıbir duvar örmek için veya implantı izole etmekiçin üretilir.
Kısacası, bir çeşit korunma mekanizmasıdır veimplant, zamanla ipliksi doku ile tamamenkaplanarak doku yüzeyinden uzaklaştırılır.
İltihaplanmanın Nedenleri
Iltihaplanma Akut iltihaplanma Kronik iltihaplanma Dokunun
granülleşmesi Yabancı vücut
reaksiyonu Lif dejenerasyonu ve
sarma
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
![Page 15: Doç. Dr. Atilla EVCİN UniversitesiBiyomalzemeDanışma Kurulu).blog.aku.edu.tr/evcin/files/2016/11/9.pdf27.11.2016 3 İlk metal protez 1938 yılında vitalyum (Co-Cr- Mo) alaşımından](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013008/5ccb58de88c993fa708cf4fc/html5/thumbnails/15.jpg)
27.11.2016
15
Iltihaplanma Prosesi
Dolaşım sistemigeçirgenliğinin artması
Zarar gören dokudakidamar sistemindenprotein, kan hücrelerininsızması
Damardaki kanpıhtılaşması
Marieb, EN and Mallatt, J. 1997. Human Anatomy
Akut İltihaplanma
Kısa süreli (dakikagünler) Lökosit (akyuvar), protein, plasma ve akışkanınsızması.• Mikroorganizmaların fagositler tarafından imhaedilmesi.• Nötrofil (lökosit) aktivasyonu, yabancımaddelerin sindirimi,
Kronik İltihaplanma
Uzun süreli (≥≥ günler). Dokularda bulunanpatojenlerden sorumlumakrofajların, monosit (akyuvartürü), tekçekirdekli hücrelerinbulunmasıyla karakterize edilir. Kan damarları ve birleştiricidokuların çoğalmasıyla birlikteolur. Lenfosit (akyuvar türü) veplasma hücreleri bağışıklıkreaksiyonuna yol açar.
www.lumen.com
Kemik Erimesine neden olan aşınma
Protez başlığından Aşınan tanecikler ağrı, kemik kaybı ve sonuçta cerrahi müdahale gerektiren sonuçları doğurur
Aşınan tanecikler
Kemik kaybı
Archibeck, MJ; Jacobs, JJ; Roebuck, KA; Glant, TT. Journal of Bone & Joint Surgery, 2000
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
![Page 16: Doç. Dr. Atilla EVCİN UniversitesiBiyomalzemeDanışma Kurulu).blog.aku.edu.tr/evcin/files/2016/11/9.pdf27.11.2016 3 İlk metal protez 1938 yılında vitalyum (Co-Cr- Mo) alaşımından](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013008/5ccb58de88c993fa708cf4fc/html5/thumbnails/16.jpg)
27.11.2016
16
TEM:mikroyapı değerlendirme
önce sonra
Biyolojik uyumluluğun değerlendirilmesi içinASTM F-4 Commitee on Medical and SurgeryMaterials and Devices adı altında bir sistemgeliştirilmiştir.
Yeni biyomalzemeler piyasaya çıkmadanönce, vücut içinde istenilmeyen bir etkiyeneden olmamaları amacıyla detaylı biyolojiktestlere tabi tutulmaktadırlar.
ISO 10993 ve EN 30993 ISO 10993-1: guidance on selection of tests ISO 10993-2: Animal welfare requirements ISO 10993-3: Test for genotoxicity, carcinogenicity and reproductive toxicity ISO 10993-4: Selection of tests for interactions with blood ISO 10993-5: Tests for cytotoxicity: In vitro methods ISO 10993-6: Test for local effects after implantation ISO 10993-7: Ethylene oxide sterilization residuals ISO 10993-8: Clinical investigation ISO 10993-9: Degradation of materials related to biological testing ISO 10993-10: Tests for irritation and sensitization ISO 10993-11: Tests for systemic toxicity ISO 10993-12: Sample preparation and reference materials ........
İlk olarak vücut dışında daha sonra vücutiçerisinde testler yapılmakta, bunu takiben klinikdenemelerle malzemenin biyolojik güvenilirliği veperformansı tespit edilmektedir.
Bir malzemenin biyouyumunu kontrol etmek içinbu malzemeyi biyolojik korozyon testlerindengeçirmemiz gerekir. Buradaki şartlar ve solüsyonortamı insan sağlığı için risk oluşturan elementesas alınarak hazırlanmalıdır.
Ni-Ti alaşımları test edilirken solüsyon Ni esasalınarak hazırlanmaktadır.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
![Page 17: Doç. Dr. Atilla EVCİN UniversitesiBiyomalzemeDanışma Kurulu).blog.aku.edu.tr/evcin/files/2016/11/9.pdf27.11.2016 3 İlk metal protez 1938 yılında vitalyum (Co-Cr- Mo) alaşımından](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013008/5ccb58de88c993fa708cf4fc/html5/thumbnails/17.jpg)
27.11.2016
17
Biyouyumluluğun belirlenmesi için yapılması önerilen testler
Biyouyumluluk testi
Biyomalzemelerin incelenmesi: - In vitro deneyler (birincil ya da eleme
testleri), - In vivo hayvan deneyleri (ikincil
testler), - İnsanlarda klinik çalışmalar
olmak üzere üç basamakta yürütülmektedir.
Sonuçlarının in vivo koşulların sonuçlarıile bağıntısının kurulması güç olsa bile,kontrollü olması ve tekrarlanabilirliği ilein vitro hücre kültürü deneyleri,potansiyel biyolojik zararların analizinedayanmaktadır.
In vivo hayvan deneyleri, malzemeninsubkutan (deri altı), kas ya da kemikiçerisine yerleştirdikten sonra dokucevabının incelenmesine dayanır.
In vitro hücre kültürü deneyleri, hayvandeneyleri ile yer değiştiremez ancak öneleme yaparak kullanımı hayvandeneylerine olan ihtiyacı azaltabilir
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016