Kemik Doku Mühendisliği için PCL-PEG-PCL /Stronsiyum ve Magnezyum İyonları İlave Edilmiş Bor Katkılı Hidroksiapatit ile 3 Boyutlu Gözenekli Kompozit İskele Üretimi

Bioceramic/polymer composite systems have gained importance in treating hard tissue damages using bone tissue engineering (BTE). In this context, it was aimed to develop 3D porous composite PCL-PEG-PCL scaffolds containing different amounts of B, Sr and Mg multi-doped hydroxyapatite (HA) that can provide bone regeneration in the bone defect area and to investigate the effect of both the amount of inorganic phase and the porosity on the mechanical and the biological properties. B-Sr-Mg multi-doped HAs were synthesized by microwave irradiation method and samples were sintered at 700, 900 and 1100°C. Microstructural, mechanical and biological characterization results were evaluated and 4 different groups sintered at 1100°C were selected for scaffold construction. Then, PCL-PEG-PCL copolymer was successfully synthesized with ring opening polymerization method and characterized by FTIR, 1H NMR and GPC analyses. PCL-PEG-PCL composite scaffolds containing different amounts of hydroxyapatite (HA) (10% and 20 wt%) were produced with the desired porosity (50% and 60%) by compression-molding/particulate leaching method. Presence of HA in the scaffolds improved the mechanical properties. Compressive strength of the scaffolds was between 9.32-24.27 MPa and 20% 2Sr0.5BHA scaffolds were found to have the maximum compressive strength. In the relative cell viability (%) test, the highest viability was observed on the scaffolds with HA and 2Sr0.5BHA. The specific ALP activity level of the cells on the scaffolds containing 2Sr0.5BHA was significantly higher (2.6 times) than that of the control group. It was concluded that PCL-PEG-PCL composite scaffolds with 2Sr0.5BHA have the potential to be used in BTE.Biyoseramik/polimer kompozit sistemler, kemik doku mühendisliği (BTE) alanında sert doku hasarlarının tedavisinde önem kazanmıştır. Bu kapsamda, kemik hasar alanında kemik rejenerasyonunu sağlayabilen, farklı miktarlarda B, Sr ve Mg çoklu katkılı hidroksiapatit (HA) içeren 3 boyutlu gözenekli kompozit PCL-PEG-PCL iskelelerinin geliştirilmesi, ayrıca hem inorganik faz miktarının hem de gözenekliliğin mekanik ve biyolojik özellikler üzerindeki etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. B-Sr-Mg çoklu katkılı HA'lar mikrodalga ışınımı yöntemiyle sentezlenmiş ve örnekler 700, 900 ve 1100°C'de sinterlenmiştir. Mikroyapısal, mekanik ve biyolojik karakterizasyon sonuçları değerlendirilmiş ve iskele yapımı için 1100°C'de sinterlenmiş 4 farklı grup seçilmiştir. Daha sonra PCL-PEG-PCL kopolimeri halka açma polimerizasyon yöntemi ile başarılı bir şekilde sentezlenmiş ve FTIR, 1H NMR ve GPC analizleri ile karakterize edilmiştir. Farklı miktarlarda hidroksiapatit (HA) (ağırlıkça %10 ve %20) içeren PCL-PEG-PCL kompozit iskeleler, basma-kalıplama ve partikül uzaklaştırma yöntemi kullanılarak istenen gözeneklilik (%50 ve %60) seviyesinde üretilmiştir. İskelelerde HA varlığı mekanik özellikleri iyileştirmiştir. İskelelerin basma dayanımı 9,32-24,27 MPa arasında olup, %20 2Sr0.5BHA içeren iskelerlerde maksimum basma dayanımı tespit edilmiştir. Göreceli hücre canlılığı (%) testinde en yüksek canlılık HA ve 2Sr0.5BHA içeren iskelelerde gözlenmiştir. 2Sr0.5BHA içeren iskeleler üzerindeki hücrelerin spesifik ALP aktivite seviyesi, kontrol grubuna göre önemli ölçüde (2,6 kat) daha yüksektir. 2Sr0.5BHA içeren PCL-PEG-PCL kompozit iskelelerin BTE'de kullanılma potansiyeli olduğu sonucuna varılmıştır.Ph.D. - Doctoral ProgramTÜBİTAK 217M26