Kemiğin yerini alabilecek yeni malzeme

[KızıL]

Toz metalurji tekniği ile yüzde yüz çelikten elde edilmiş bir köpük


Kemik ile benzer elastik özellikler taşıyan, yeni bir “metal köpük” geliştirildi. Bu yeni buluş sayesinde vücut tarafından reddedilen malzemeler, yerlerini yeni nesil biyomedikal implantlara bırakacak.



North Carolina Eyalet Üniversitesi’nden araştırmacılar, katı alüminyumdan daha hafif olan ve yüzde yüz çelik veya alüminyum-çelik alaşımı olarak imal edilebilen bir metal köpük geliştirdiler. Konu üzerinde çalışan araştırmacılar, yeni icat ettikleri ve yüksek enerji emilim kapasitesi ve hafiflik özellikleri bulunan elastiklik modülü kemiğinkine çok yakın olan kompozit köpüğü tanıttılar. Elastiklik modülü, malzemenin gerilme altında şekil değiştirmesinin ve gerilme ortadan kalktığı zaman da eski şeklini kazanması olayının tanımlanmasında kullanılan bir büyüklük. Bunun yanı sıra köpüğün pürüzlü yüzeyi ise, implanta doğru kemik gelişimini desteklediği için dayanıklılığı arttıran bir diğer etken olarak vurgulanıyor.
Birimi gigapaskal (GPa) olan elastiklik modülü, biyomedikal implantlar için oldukça önemli bir büyüklük. North Carolina Eyalet Üniversitesi Makine ve Uçak Mühendisliği bölümünden ve aynı zamanda Biyomedikal Mühendislik bölümünde de görev yapan, makalenin yazarlarından Doç. Dr. Afsaneh Rabiei konu hakkında şu açıklamalarda bulundu: “Bir kemiğin ya da kemiğin bir kısmının yerine vücuda yerleştirilen ortopedik veya dental implantlar, üzerlerine etkiyen kuvvetlere, etraflarındaki kemiklerden farklı bir şekilde tepki gösterirler. Eğer implantın elastiklik modülü kemiğinkinden çok fazla ise, implant yükün tamamını emer ve kemik ölmeye başlar. Bu durum implantın çevresindeki desteklerin kaybolmasına ve sonuç olarak da işlevini yitirmesine yol açar. Bu durum “gerilme kalkanı” olarak adlandırılır. Bu oluştuğu zaman ise hastanın vücudundaki implant bir gözden geçirme ameliyatı yoluyla yenisi ile değiştirilir. Geliştirdiğimiz kompozit köpük, gerilme kalkanı oluşumunun engellenmesi için mükemmel bir seçenek sunabilir.”
Kemik ve geleneksel implant malzemelerinin elastiklik modülleri hakkında bir fikir edinmek amacıyla bir örnek vermemiz gerekirse; kemiğin elastiklik modülü 10-30 GPa iken tıpda yaygın olarak kullanılan titanyumda bu değer yaklaşık olarak 100 GPa’dır. Yeni geliştirilen köpük ise kemik ile uyumlu bir elastikliğe sahip. Aynı zamanda da gözenekli bir yapıya sahip olduğu için titanyuma oranla daha hafif.
Metal köpüğün yüzeyinin pürüzlü yapısı çevresinde oluşan yeni kemik dokusuyla kaynaşmayı kolaylaştırıcı bir etki yaparken, gözenekli iç yapısı da kemiğin iç bölgelere ilerlemesine olanak sağladığı için iki farklı malzemenin bir bütün meydana getirmesini kolaylaştırıcı etki yapıyor. Bu sayede vücut içerisindeki implantın mekanik dayanıklılığı ve güvenilirliği arttırılmış oluyor.
(soL - Haber Merkezi)