Kemik Defektlerinde Kullanılmak Üzere Biyouyumlu Diyatom Silisyum ve Gümüş Katkılı Apatit Vollastonit Greft Materyallerinin Geliştirilmesi


Orhun Ö. T.(Yürütücü), Okur S. (Yürütücü), Semerci A. B., Atacan K., Ongun Sevindik T., Bolat İ., et al.

TÜSEB B Grubu AR-GE Projesi, 2025 - 2026

  • Proje Türü: TÜSEB B Grubu AR-GE Projesi
  • Başlama Tarihi: Ağustos 2025
  • Bitiş Tarihi: Aralık 2026

Proje Özeti

Son yıllardaki çalışmalar fonksiyonel kemik oluşumunu teşvik etmek için yeni biyomateryallerin geliştirilmesine odaklanmaktadır. Ucuz ve sınırsız bir biyojenik silika kaynağı olarak diyatom, kendine özgü morfolojisi ve gözenekliliği sayesinde, ilaç dağıtımı ve moleküler kataliz uygulamalarında sıklıkla tercih edilmektedir. Biyojenik silikanın biyomedikal kullanımları ile ilgili çalışmalar mevuttur. Ancak bugüne kadar diyatome silisyum iskeletinin apatit–vollastonit ile birlikte kullanımının kemik rejenerasyonu ve implant uygulamalarındaki etkisine dair herhangi bir çalışmaya rastlanılmamıştır. Bu çalışma, diyatome silisyumunun üretimi, biyokompozitlerin sentezi, bu malzemelerin kemik rejenerasyonu üzerine etkilerini in-vivo ve in-vitro analizlerle ortaya koymayı amaçlamaktadır. Bu kapsamda Halomphora sp. türü diyatomlar kültüre edilerek biyokütle artışı sağlanacak, asitle yakılıp saflaştırılarak SEM ve FTIR ile karakterize edilecektir. Saflaştırılan biyosilika, ve gümüş (antimikrobiyal özellik kazandırmak için) belirli oranlarda karıştırılıp sinterlenecektir. Çalışma kapsamında dört farklı grup (apatit vollastonit, dioatome katkılı apatite wollastonite, gümüş katkılı apatit vollastonit ve dioatome-gümüş katkılı apatit vollastonit) hazırlanacak ve bu grupların FTIR, SEM, XRD analizleri ile karakterizasyonları yapılacaktır. Üretilen biyomalzemelerin antibakteriyel aktivitesi kuyu agar ve plate counting metodu ile, osteoblast hücre hattında sitotoksisitesi ise MTT testi ile değerlendirilecektir. İn-vivo çalışmalar kapsamında, erkek tavşanlarda mandibular kemik defekt modeli oluşturulacaktır. Üretilen greft materyallari defekt bölgesine yerleştirilerek, cerrahi prosedür tamamlanacaktır. Bölgedeki yangısal süreçler termografik olarak görüntülendikten sonra hayvanlar yüksek doz anestezik madde verilerek sakrifiye edilecektir. Kemik rejenerasyonunu değerlendirmek için 4 ve 12. haftalarda BT ile mandibulalarının radyografik görüntülemesi yapılacaktır. Ayrıca histopatolojik incelemelerde kemik örnekleri Hematoksilen Eozin ve Massons Trichrome boyama ile değerlendirilecektir. İmmünohistokimyasal analizlerde RANK, TGF-β, VEGF ve MMP2 ve immünofloresan incelemelerde RANKL ve OPG ekspresyon düzeyleri belirlenecektir. Genetik incelemelerde; Total RNA İzolasyonu için Qiazol Kiti, cDNA sentezi için cDNA sentezi için kullanılacaktır. Ayrıca Col1, ALP ve BMP-2 genlerinin mRNA ekspresyonu, RT-PCR kullanılarak analiz edilecektir. Col1, ALP ve BMP-2 genlerine ait proteinlerin analizi Western blot yöntemi ile gerçekleştirilecektir. Çalışmada elde edilen tüm veriler SPSS kullanılarak istatistiksel analizlere tabi tutulacak, p<0.05 anlamlı kabul edilecektir. Bu çalışma, diyatom silisyum iskeletinin kemik mineralizasyonundaki silisyum rolünü takiben diyatome ve apatit–vollastonitten üretilen biyomalzemin, parçalanabilir mühendislik iskeleleri ve kemik defekti dolguları için biyoaktif silisyum verici katkı maddeleri olarak kullanılabilirliğini ortaya koyacaktır.