SSS

Sorularınızı bize iletin, yanıtlarını bu sayfada yayınlayalım ( kuantamet@gmail.com ).

HydroxyApatite (HAP) nedir ve kemik ile nasıl bağ yapar ?

Temel termal kaplama teknikleri nelerdir ?

Yukarıda bahsedilen kaplamalardaki sıcaklık dereceleri nelerdir ve HAp kaplamaya etkisi nedir ?

XRD nedir, XRD Cihazı neye yarar ?

Kimyasal anlamda, kaplama kalitesi nasıl ölçülür ?

Osseointegrasyonu (kemik-implant bağı) etkileyen faktörler nelerdir ? Özellikle kullanılan implant metali ne olmalıdır ?

Porozite (Gözeneklilik) nedir ?

Adezyon ve Kohezyon Mekanik Direnci nedir ?

Shear direnci nedir ?

Kristalinite nedir ?

Osseintegrasyon için, kaplanan yüzey alan büyüklüğü, pürüzlülük, kemik-implant arayüzey oranı vb gibi parametreler hakkında ne düşünmeliyiz ?

Protezlerde Korozyon nedir ?

Kaplamalar sıcaklık altında yapıldığına göre kaplanan protez veya dual kaplamadaki Cp Ti oksitlenmiyor mu ?

Soru: HydroxyApaite nedir ve kemik ile nasıl bağ yapar ?

Yanıt:

Hidroksiapatit, dişlerin mine ve dentin tabakası ve kemikte bulunan, kimyasal formülü Ca10(PO4)6(OH)2 veya [Ca5(PO4)3(OH)] olan kalsiyum tuzudur. Oksijen ile tepkimeye girmediği için yanmaz. Doğada elmastan sonra bilinen en sert moleküllerden biridir.

Kemik yapısı incelendiğinde temelde çoğunluğu hidroksiapatite yapısında olmak üzere Ca++ tuzlarından oluşan bir iskelet ve onu destekleyen kollagen ve nonkollagen protein fibrillerinden oluşmaktadır [1]. Beraberinde hücre ve ekstracellüler matriksde içeren kemik yapının genel değerlendirmede %35'inin organik ve %65'inin inorganik olduğu bilinmektedir [2]. Nonkollagen proteinler kemik yapının organizasyonundan kemik büyümesi, kemik regülasyonu ve yıkımından sorumludur. Bu işlevin yerine getirilmesi için sağlıklı bir iskelet yapı gereklidir.

Kemik defektlerinin doldurulması durumunda koyulan greft veya biyomateryaller ile ana kemik doku arasında kemik iyileşmesi oluşmaktadır. Bu iyileşme süreci her iki komponentin birbirleri ile olan biyolojik uyumluluğu ile doğru orantılıdır. Kemiğin önündeki yeni yapı ile birleşmesinde, yapının üçboyutlu şeklinin önemi büyüktür. Bu osteoblastların kollagen dokuyu HydroxyApatite yapı içerisine entegre etmesi şeklindedir. Bu olaya ostekonduksiyon denir [3]. Bu sayede büyük defektlerle ana yapı taşı arasında köprüleşmeler oluşur ve stabilizasyon sağlanmış olur.

[1] Banwart, J. C., Asher, M. A. and Hassanein, R. S. Iliac crest bone graft harvest donor site morbidity. A statistical evaluation. Spine 20(9): 1055-60, 1995.

[2] Martin, T. J. Cell biology in bone. pp. 1-29. In: Martin, T. J., Ng, K. W., Nicholson, G. C., Martin T. J., ed. Bail- liéres Clinical endocrinology and metabolism. Mackays of Chautham PLC Press, New York, 1988

[3] Cornell, C. N. and Lane, J. M. Newest factors in fracture healing. Clin Orthop 277: 297-311, 1992.

Sayfa başına git

Soru: Temel termal kaplama teknikleri nelerdir ?

Yanıt:

Bunun için çok geniş bir yelpazeden bahsedilebilir. Genel bir ayrım aşağıdaki tabloda verilmiştir. Bu konuda özel bir sorunuz varsa lütfen bize elektronik posta ile sorunuzu iletiniz.

Sayfa başına git

Soru: Yukarıda bahsedilen kaplamalardaki sıcaklık dereceleri nelerdir ve HAp kaplamaya etkisi nedir ?

Yanıt:

Sıcaklıklar için bazı değerleri aşağıdaki tablodan inceleyebilirsiniz.

Sıcaklık farklarına bakıldığında plazma kaplama yönteminin diğerlerine göre oldukça fazla sıcaklık ürettiği görülmektedir. Uzun süreden beri bu yöntem üretimde kullanılmakta ama yüksek sıcaklığı yüzünden oluşan farklı fazlardaki kristaller (beta-TCP, TTCP, CaO, vb) insan sıvısı (body fluid) tarafından eritilmekte ve implant veya protezin bulunduğu yerde hareket etmesine yol açmaktadır. Sonuç olarak osseintegrasyon olarak belirttiğimiz bağlanma işlemi oluşmamakta ve kaplama ile kemik bağ yapamamaktadır. Çoğunlukla "hasta vücudu reddetti" dediğimiz olgu budur. Çok sayıda olmasına rağmen bu konu ile ilgili bir makalenin ilk sayfasının bir kısmını aşağıda bulabilirsiniz.

Oluşan bu fazların HAp kalitesine (Ca/P=1.67) ve sıcaklığa göre göre faz diyagramını aşağıda görebilirsiniz.

Sayfa başına git

Soru: XRD nedir, XRD Cihazı neye yarar ?

Yanıt:

XRD (X-Ray Diffraction), X ışını kırımının kısaltmasıdır. XRD cihazı X ışınları difraksiyonu ile faz analizi yapan bir cihazdır. XRD cihazı, karakteristik X ışınları kullanarak numuneler üzerinde analiz yapar. Gönderilen X ışınları X ışınları tüpünden üretilir. X ışınları tüpünden çıkan ışınlar atom düzlemlerinde kırılarak geri yansır ve dedektörde toplanarak veriler elde edilir. Değişik açılardaki atom düzlemleri X ışını kırınımı ile analiz edilir. XRD sonucunda pikler elde edilir. Elde edilen pikler data havuzundaki, daha önce yapılan analiz sonuçları ile karşılaştırarak faz hakkında bilgiler elde edilir.

Sayfa başına git

Soru: Kimyasal anlamda, kaplama kalitesi nasıl ölçülür ?

Yanıt:

Bunun için kullanılan bir çok yöntem var ancak en hızlı ve genel amaçlı olanı Toz X-Işınları Difraksiyonudur (Powder X-ray Diffraction, XRD). HydroxyApatite (HAp) tozunun kaplama öncesi ve sonrası XRD spektrumlarına bakmak gerek. Bu spektrumlarda HAp tepeleri dışında başka tepeler var ise HydroxyApatite'nin farklı fazları oluşmuş demektir (beta-TCP, TTCP, CaO, vb). Kaplama içinde bulunan ve istenmeyen bu fazlar vücut sıvısı içerisinde erir ve implantın hareket etmesine sebep olur. Aşağıda verilmiş örnek bir XRD spektrumda bahsedilen bu tepelerin bir kısmı görünmektedir.

Sayfa başına git

Soru: Osseointegrasyonu (kemik-implant bağı) etkileyen faktörler nelerdir ? Özellikle kullanılan implant metali ne olmalıdır ?

Yanıt:

Osseointegrasyonu etkileyen onlarca etken vardır. Bu soru için kaplanana metali ve kaplama metalini göz önüne alarak yanıt verirsek saf titanyumdan bahsedebiliriz. CoCr, paslanmaz çelik (Kobalt krom, SS316) diğer metalleri göre daha az bağ yapısı yapmaktadır. Kaplama malzemesi olarak Cp Ti (Commercially Pure Titanium) ve Zirkonyum saf titanyum protez yüzeyi kadar iyi sonuç vermektedir (Dual Kaplama). Bununla ilgili orijinal bir çalışmayı aşağıda bulacaksınız.

Sayfa başına git

Soru: Porozite (Gözeneklilik) nedir ?

Yanıt:

Porozite bir cisim içindeki boşluk veya boşluk oranıdır. Boşluk hacminin toplam materyal hacmine oranı olarak hesaplanır.

Ø = VBoşluk / V Toplam Materyal

Porozitede önemli olan boşlukların birbirlerine bağlı olup olmamalarıdır. Eğer boşluklar birbirlerinden izole ise materyalin içinden geçecek akışkan çok zor geçer.

Journal of the American Ceramic Society—Engin and Tas¸ Vol. 83, No. 7 (Alıntı Tarihi: 12.05.2014)

Sayfa başına git

Soru: Adezyon ve Kohezyon Mekanik Direnci nedir ?

Yanıt:

Farklı iki madde arasında var olan ve bu iki maddenin birbirine yapışmasını sağlayan çekim kuvvetine Adezyon yani Yapışma denir.

Kohezyon (Çekim Kuvveti): Molekül çekim kuvveti demektir. Aynı cins moleküllerin arasındaki çekim kuvvetine denir.

http://www.forumdas.net/konu/adezyon-ve-kohezyon-nedir.68260/ (Alıntı Tarihi: 12.05.2014)

Kaplama yapılan protez(implant)'larda , yapılan kaplama ile materyal alt tabakası arasındaki yapışma değeridir.

Hydroxyapatite Kaplamalar için Adezyon Direnci > 15 MPa olmalıdır. ( ISO 13779-4 Standardına göre)

Titanyum Kaplamalar için Adezyon Direnci > 22 MPa olmalıdır.( ASTM F1147 Standardına göre)

Sayfa başına git

Soru: Shear direnci nedir ?

Yanıt:

Shear Direnci (Yatay Kayma Gerilimi); kaplamanın yüzeye paralel karşıt kuvvetlerin çekimi sırasında gösterdiği dirençtir. Yapılan kaplamanın yatay çekme direncini gösterir.

Hydroxyapatite kaplamada Shear Direnci > 13 MPa olmalıdır. (ISO 13779-4 Standardına göre)

Titanyum kaplamada Shear Direnci > 20 MPa olmalıdır. (ASTM F1044 Standardına göre)

Dual kaplamada Shear Direnci > 20 MPa olmalıdır. (ASTM F1044 Standardına göre)

Sayfa başına git

Soru: Kristalinite nedir ?

Yanıt:

Kristalinite katı maddelerde yapısal düzenin derecesini gösterir. Bir kristalde atomlar veya moleküller düzenli ve periyodik yapıda düzenlenmiştir. Kristalinite yüzdesi (derecesi) sertlik, yoğunluk, şeffaflık ve yayınım üstünde büyük etkisi vardır.Birçok materyal kristal ve amorf bölgelerin karışımı olarak oluşturulabilir. Bu durumlarda kristalinite materyal hacminin kristal yüzdesi olarak tanımlanabilir.

Sayfa başına git

Soru: Osseintegrasyon için, kaplanan yüzey alan büyüklüğü, pürüzlülük, kemik-implant arayüzey oranı vb gibi parametreler hakkında ne düşünmeliyiz ?

Yanıt:

Bu bahsedilenlerin hepsi öyle ya da böyle osseintegrasyona katkı bulunmakta. Ancak bu rakamların kendi içinde optimal veya bağıl değerleri vardır. Kısacası çok bileşenli kısmi diferansiyel bir denklemden bahsetmek gerekir.

Bu bahsettiğimiz parametrelere kısaca bir göz atalım.

Kaplanan yüzey alanının büyüklüğü:

Yüzey pürüzlülüğü veya alanını artırmak için kumlama yapılmakta ve üzerine birinci kat olarak (dual kaplama) için belli büyüklükte titanyum partikülleri atılmakta. Titanyum partiküllerinin büyüklüğü ne olmalı ki optimum yüzey alanı oluşturalım ? Bunun için 100 ve 200 mikron çapında iki farklı titanyum küresini yüzeye tutturduğumuzu düşünelim. 4 adet 100 mikronluk kürenin izdüşüm olarak kaplayacağı alan 1 adet 200 mikronluk titanyum küresine eşit olacaktır. Ancak bu sadece izdüşümde yani 2 boyutlu yüzey için geçerli olup bize pürüzlülük için (3. boyut) bir değer vermeyecektir. Birlikte aşağıdaki hesaplara bir göz atalım;

Görüleceği gibi 3. boyutta da hesaplansa 200 veya 100 mikronluk titanyum küreciklerinin 3 boyutlu uzayda oluşturacağı alan aynı kalmaktadır.

Şimdi de kemik implant ara yüzeyi ne demek ona bakalım (Bone to Implant Contact).

Bu ifade bir boyutta belli bir mesafe için implant yüzeyinin kemiğe osseintegrasyon yapma oranını belirler. Bu oran bire yaklaştıkça osseointegrasyonun fazlalığından bahsedebiliriz.

Şimdi de pürüzlülük ile ilgili bilgilerimizi kontrol edelim (poroziteyi pürüzlülükle karıştırılmamalıdır).

Pürüzlülüğün bir çok tanımı vardır. En çok kullanılan, ortalama pürüzlülük olup herkese yaklaşık bir fikir vermektedir (Average Roughness). [http://w3.balikesir.edu.tr/~ay/lectures/ot/yuzey.puruzlulugu.pdf]

Genelde, pürüzlülük arttıkça osseointegrasyonun artacağı görüşü hakim olmasına rağmen bilimsel çalışmalar bunun doğru olmadığı konusunda hem fikirdir. Çok yüksek pürüzlülük oranı kemiğin kaplama yüzeyindeki derin noktalara erişemediğini göstermektedir. Bununla ilgili bir çalışma aşağıda verilmiştir.

Sonuç olarak, başta da bahsettiğimiz, gibi tüm değişkenlerin katkıları farklı olup bir optimizasyon yapılmalıdır. Diğer yandan bahsedilen bu değişkenlerin yanında kaplama kalınlığı da farklı bir parametredir.

Sayfa başına git

Soru: Protezlerde Korozyon nedir ?

Yanıt:

Korozyon, malzemelerin içinde bulundukları ortamın etkisiyle, kimyasal ve elektrokimyasal reaksiyonlar sonucunda fiziksel, kimyasal ve mekanik özelliklerinde değişimlerin meydana gelmesidir. Sonuçta metal veya alaşımın bazı özellikleri (kimyasal -- fiziksel -- mekanik vb..) istenmeyen değişikliklere yani “zarara” uğrar. Korozyon hem metal ve alaşımın bozunma reaksiyonuna (yani oksitlenmesine), hem de bu reaksiyonun sebep olduğu zarara verilen addır. Protezler de metal ve alaşımlarından yapılmakta olduğu için korozyona açıktır.

Sayfa başına git

Soru: Kaplamalar sıcaklık altında yapıldığına göre kaplanan protez veya dual kaplamadaki Cp Ti oksitlenmiyor mu ?

Yanıt:

Eğer atmosferik ortamda yapıyorsanız oksitlenme olasılığı çok yüksektir. Bu malzemeler üzerinde oksitlenme istemiyorsanız vakumda ve farklı gaz ortamlarında (Argon, vb) veya kendinize has bazı koruma yöntemleri kullanmalısınız (KuantaMET kendi yöntemini geliştirirek atmosferik ortamda oksitsiz bir yüzey oluşturmaktadır).

Diğer yandan yapılan bilimsel çalışmalar çok farklı bir gerçeği göz önüne çıkarmaktadır. Korozyonu önlemek için bir miktar oksit yüzeyinin oluşmasının çok faydalı olacağı, hatta titanyum olmayan implant ya da protezlerde oksitlenmenin Cp Ti yerini alabileceği belirtilmektedir.

Başka bir çalışmada, oksitlenmenin korozyonu engellemesi ile birlikte, aşınmayı engellediği, sertliği artırdığı, Hydroxyapatite'in oksit yüzeyinde daha iyi tutunduğu ve biyoaktiviteyi artırdığı belirtilmiştir.

 

 

Kuantamet @2017