Titanyum, toksik olmaması ve vücut tarafından reddedilmemesi özellikleriyle, biyolojik açıdan uyumlu bir metaldir ve dayanıklı implantlara olanak sağlamaktadır. Titanyum, kemikle entegre olabilme gibi doğal bir kabiliyete sahiptir ve 30 yıldan uzun süreli diş implantlarının kullanımını sağlamaktadır. Bütünleşme özelliği, aynı zamanda ortopedik implant uygulamaları için de yararlı olmaktadır. Titanyum ferromanyetik olmadığından, titanyum implantları bulunan hastalar manyetik rezonans görüntülemesi ile güvenle incelenebilmektedir. Bununla birlikte, titanyum alaşımlarının sertliği kemiğin iki katından fazladır, bu nedenle bitişik kemik büyük ölçüde azaltılmış bir yük taşır ve bozulma gösterebilir.

Kötü bir kırığı olan, şiddetli bir kafatası yaralanması veya kemik hastalığı bulunan hastalara titanyum plakalar yerleştirilmektedir. Çoğunlukla kemikler iyileşirken yerlerinde tutmak için kullanılan titanyum plakalar erozyona karşı dirençlidir ve kemikleri çok sağlam biçimde yerlerinde tutacak kadar da güçlüdür. Yine de mükemmel bir çözüm değildirler ve genellikle iyileşme tamamlandıktan sonra, iskelet yükünü paylaşmadaki farklılık nedeniyle kemiklerin kırılganlığını artırmamaları için, bu plakaların yeni bir ameliyatla yerlerinden çıkarılmaları gerekmektedir.

Bu sorunu ortadan kaldırmak amacıyla Japonya’nın Shinshu Üniversitesi mühendislik profesörlerinden Noboru Nakayama, 2014 yılında, fiber plakaları geliştirdi. Hem Japonya hem de Amerika Birleşik Devletleri tarafından patentlenen bu yeni titanyum malzeme, konvansiyonel titanyum plakaların dezavantajları olmadan çok sayıda potansiyel klinik kullanım olanağı sundu. Shinshu Üniversitesi Ortopedik Cerrahi Bölümü’nden Takashi Takizawa’ya göre, geliştirilen bu fiber plakalar, kemiklerle ortak önemli bir doğal özellik taşıyor. Her ikisinin de “Young modulus” olarak bilinen, neredeyse birbirine eşit bir sertlik ölçüsü var. Geleneksel plakalar, kemikten 4 ila 10 kat arasında çok daha yüksek bir sertlik ölçüsüne sahiptirler. Sertlik düzeyindeki bu farklar, kemiklerin ve plakaların temasında nihai olarak kemik erimesine neden olabilmektedir.

Tıbbi kullanım için geliştirilen titanyum fiber plakalar hayvanlarda test edildi ve Shinshu Üniversitesi araştırmacıları, daha önceki geleneksel plakaların aksine, yeni titanyum fiber plakaların kemiklerle uzun süreli temasından sonra da herhangi bir kemik erimesine neden olmadıklarını gördüler. Bu gelişme, söz konusu plakaların ekstraksiyonu ihtiyacını ve bağlantılı çeşitli cerrahi riskleri ortadan kaldırmaktadır. Geleneksel titanyum plakaların aksine, titanyum fiber plakalar, titanyum liflerinin normal oda sıcaklığında sıkıştırılmasıyla hazırlanmakta. Geleneksel titanyum plakaların büyük dezavantajlarını telafi edebiliyorlar ve vücudun çeşitli yerlerinde kullanılan sabitleme veya kemik dokusu onarımlarında da bir dizi yeni olanak yaratıyorlar.

Biyomedikal Bilimler Enstitüsü’nün ve Shinshu Üniversitesi’ndeki Disiplinlerarası Küme’nin direktörü olan Naoto Saito tarafından yönetilen araştırma ekibi, titanyum fiber plakaların rejeneratif tıpta kullanımını da test etti. Titanyum plakaların fiber formu, plakalar oda sıcaklığında hazırlandığından değişmeden kalmakta, plakalarda gözenekli bir yapı oluşmaktadır. Yenilenen kemik, titanyum lifinin gözeneklerine nüfuz etmektedir. Klinik kemik doku onarımı uygulamalarında kalıcı olarak yerleştirilebilen titanyum fiber plakaların yeni bir ameliyatla çıkarılmalarına gerek kalmıyor.

Kaynakça:
– Greg Roza, “Titanium”, New York, NY: The Rosen Publishing Group, (2008).
– Takashi Takizawa, Noboru Nakayama, Naoto Saito et al.,”Titanium Fiber Plates for Bone Tissue Repair”, Advanced Materials, 30 (4), (2018).

Yazar: Oben Güney Saraçoğlu

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here