Biyomalzeme Nedir? Kullanım Alanları ve Özellikleri

Teknolojik gelişmeler baş döndürücü bir hızla ilerliyor. Özellikle tıp ve mühendislik alanları, bu gelişmelerin en ön safında yer alıyor. Bu yazımızda, biyomalzemelerin insan yaşamını nasıl değiştirdiğine bir göz atacağız. Biyomalzeme kullanım alanları, başta tıp olmak üzere birçok sektörde genişlemekte. Vücudun doğal dokularıyla uyum sağlayan bu malzemeler, hastalıkların tedavisinde ve protez uygulamalarında büyük bir fark yaratıyor. Biyomalzeme özellikleri, biyouyumluluk, dayanıklılık ve güvenlik gibi kriterlerle ön plana çıkıyor. Ayrıca, biyomalzeme tarihi çok eski dönemlere dayanıyor ve tıp dünyasında yaşanan gelişmelere paralel olarak ilerliyor. Biyomalzemeler sayesinde tıp alanında inanılmaz gelişmelere tanık oluyoruz. İnsan vücudunda işlevini yitiren organ veya dokuların yerini doldurmak için geliştirilen biyomalzeme çeşitleri, hayatı kolaylaştırırken, bilim dünyasına da büyük bir ivme kazandırıyor. Hadi birlikte bu alandaki gelişmeleri inceleyelim!

Biyomalzeme Nedir?

Biyomalzeme nedir? sorusu oldukça kapsamlıdır. Biyomalzeme, vücut ile etkileşim içinde olan, insan vücudunda dokuların veya organların yerine geçebilecek ya da onlara destek sağlayabilecek malzemelerdir. D.F. Williams, 1987’de biyomalzemeyi, “Vücudun bir parçasını tedavi eden, değiştiren veya destekleyen doğal ya da sentetik kökenli madde” olarak tanımlamıştır. Biyomalzeme örnekleri arasında metal protezler, cerrahi iplikler, kalp kapakçıkları yer alır.

Biyomalzeme tanımlarda bahsettiğimiz gibi insan vücudu ile doğrudan etkileşim içerisinde olmasının etkisi ile belirli özelliklere sahip olması gerekir. Herkes vücuduna yerleşecek olan maddelerin özelliklerini bilmek ister, şimdi bu konuya aydınlık getirelim.

Biyomalzeme Tarihi

Biyomalzeme nedir? sorusuna geçmeden önce, biyomalzemelerin tarihine kısa bir göz atalım. Son dönemlerde oldukça duyduğumuz bir alan olan biyomalzeme alanın sanıldığı kadar kısa bir geçmişi bulunmamakta,aksine uzun bir tarihi mevcuttur.

Biyomalzeme Tarihi
Biyomalzeme Tarihçesi

İlginizi Çekebilir! Yapay Organ Nedir?Günümüze Kadar Geliş Süreci

Son 40 yıldır hayatımızda birçok metal, polimer ve seramik vücudumuzda,  sağlık cihazlarında ve birçok alanda kullanılmaya devam etmektedir. Birbirinden farklı alanlarda kullanılan bu malzemelerin tam olarak ne olduğunu gelin birlikte inceleyelim. Şunu unutmamak gerek teknoloji ve sağlık alanın gelişimi sayesinde kullanılan malzemeler ile yapay organ ve aşılanma sürecinde de yol alınmıştır.

2000 yıl önce dişçilikte kullanılan altın inert metal (oksitlenmez) olup öncelikle Çinlilerde, Romalılarda, Azteklerde kullanılmıştır. 1930 yıllarında paslanmaz çelik ve kobalt kullanımı ardından; ilk metal protez 1938 yılında ortaya çıkmıştır. Kullanılan metal ‘vitalyum (Co-Cr-Mo) uzun yıllar sonra korozyona uğraması ve paslanması sonucu ciddi hasarlar ortaya çıkmaya başlamıştır.1940’lar da ilk defa PMMA kullanımı ardından 1950’ler de ilk kan damar değişimi, 1960’lar da ilk kalp kapakçık değişimi ardından kullanılan metaller korozyona uğraması sonucu ciddi aksaklıklar yaşanmaya başlanmıştır. Bunun sonucunda yeni arayışlar içerisine girilmiştir.

Biyomalzemenin Özellikleri

Biyomalzemenin Özellikleri

Biyomalzemenin özelliklerinde dikkatimizi ayrıca çeken bir diğer kavram “biyouyumluluk” kavramıdır. Hadi “Biyouyumluluk nedir?”

Biyouyumluluk Nedir?

Bir biyomalzemenin vücut dokularında kimyasal, fiziksel, biyolojik uyumu ve mekanik davranışının optimum seviyedeki uyumudur. Kısacası uygun konak cevabı oluşturabilmektir. Her biyomalzemenin özelliklerine göre kullanım alanları değişiklik gösterir bu sebepten dolayı her malzeme için farklı biyouyumluluk tanımları mevcut olacaktır. Biyomalzemenin vücut içerisinde herhangi bir zarar vermemesi için yüksek derecede biyouyumlu olması gerekir fakat günümüzde tamamen biyouyumlu olan bir malzeme sentezi üretilmemiştir. Her malzeme için biyouyumluluk süresi farklı olabilmektedir fakat ortak özelliklere sahip olmalıdır. Özellikleri sizler için sunduk.

Biyomalzemelerde Biyouyumluluk nedir?

Bu Yazıyı Sevebilirsiniz!! Nanoteknoloji Nedir? Kullanım Alanları Nelerdir?

Biyomalzeme Türleri ve Kullanım Alanları

Biyomalzemeler sınıflandırama açısından, dört ana gruba ayrılabilir: polimer biyomalzemeler, metalik biyomalzemeler, seramik biyomalzemeler ve kompozit biyomalzemeler. Her malzeme türünün, vücutla uyum içinde çalışabilmesi için belirli özelliklere sahip olması gerekir, çünkü biyomalzemeler vücutla doğrudan temas halindedir ve zamanla işlevlerini kaybetmemeleri çok önemlidir.Örneğin;  polimerler esnek yapıları ve fabrikasyonları kolay olduğu için ameliyat ipliği, kan torbaları, kalça kemiği oyuğu ve ilaç taşıyıcılarında kullanılan malzeme türüdür. Metaller, güçlü ve sert yapıları ile eğilebilirlik özelliklerinden dolayı, kalça ve eklem protezleri, kemik plakaları, vidalar ve diş kökü malzemeleri gibi tıbbi uygulamalarda tercih edilir. Metal biyomalzemeler hakkında daha detaylı bilgi için bu yazıya göz atabilirsiniz.

Biyomalzeme Türleri ve Kullanım Alanları, sınıflandırmaları

İlginizi Çekebilir!! Kompozit Malzeme nedir? Avantajları ve dezavantajları nelerdir?

Seramikler biyouyumluluk derecesinin yüksek olması, inert, baskıya ve korozyona dayanıklı olmasıyla diş ve kalça oyuğunda ciddi derecede kullanılıyor. Diş ve kalça kemikleri baskıya ve güce en dayanıklı olduğumuz vücut bölgelerimizdir. Kompozitler; güçlü yapıya sahip oldukları için kalp kapakçıklarında kullanılır. Malzemelerin avantajları olduğu gibi dezavantajları bulunmaktadır. Bu konuyu linkten inceleyebilirsiniz.

Biyomalzemenin Sentez Yolu

Bir biyomalzemenin üretim süreci karmaşıktır. Biyomalzemeler pdf formatında internetten araştırarak, birçok kaynakta sentez aşama detayları ile ilgili kapsamlı bilgiler edinebilirsiniz. Sentez süreci genel olarak şu adımlardan oluşur:

  • İhtiyacın belirlenmesi
  • Malzeme dizaynı
  • Malzeme Sentezi/Yapılması
  • Malzeme Testleri (Biyouyumluluk/farmakolojik testler)
  • Üretim
  • Sterilizasyon/Paketleme
  • Malzeme Testleri Raf ömrü, stabilite
  • Düzenleme
  • Klinik Kullanım ve sonraki analizler

Biyomalzeme sentezi sırasında malzeme testleri de en önemli kısımlardandır çünkü her malzemenin kendi uygulama alanları mevcuttur. İşlenmemiş malzemenin karakterizasyonu ve görüntülenmesi testleri, kimyasal, fiziksel ve biyolojik özellikler hakkında bilgi sağlar. Malzemenin biyouyumluluğu testleri ise sitotoksisite, iritasyon, sistemik toksisite, kan uyumluluğu ve karsinojenlik gibi konular üzerinde analizler yapar. Ürün ve süreç onaylama aşamasında çevresel etki, üretim süreçleri, sterilizasyon ve son ürün yeterliliği gibi alanlarda incelemeler gerçekleştirilir. Periyodik denetleme testleri, salım testleri de mevcuttur.

Günümüzde tıp alanında hala çözüme kavuşulmamış birçok alan mevcut. Bu alanların çözümleri için doku mühendisliği, biyomalzeme bilimi ve nanoteknolojinin yardımı ile daha fazla biyomalzeme yapılmaktadır.

Ele aldığımız biyomalzeme bilimi çok geniş ve kapsamlı bir bilim alanı olmanın yanında ayrıca medikal teknoloji alanında da ciddi derecede katkıları bulunmaktadır. Biyomalzeme alanı; yaşam bilimleri, tıp, malzeme bilimi ve mühendislik gibi disiplinlerin birleşiminden kaynaklanmaktadır.  Bir biyomateryali diğer herhangi bir maddeden ayıran en önemli faktör, insan vücudunun dokuları ile temas halinde iken zarar vermeden var olma kabiliyetidir. Çünkü yeni biyomalzemeler ve yenilikçi cihazlar artık birçok alanda yaygın bir şekilde kullanılmaktadır.

Bu yazımızda biyomalzemenin tarihine, türlerine, ve kullanım alanlarına yer verdik.  Kısacası en önemli noktaları ele alarak yazımızı hazırladık. Bu yazı umarım aklınızdaki biyomalzeme hakkındaki soru işaretlerini kaldırmıştır. Bir sonraki yazılarda görüşmek üzere. Sağlıklı Günler…

Kaynakça:

  1. Biyomalzemeler.Pdfhttp://www.bilimteknik.tubitak.gov.tr/system/files/biyomalzemeler.pdf.
  2. Güven, Şevki. ‘BİYOUYUMLULUK VE BİYOMALZEMELERİN SEÇİMİ’. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, vol. 2, no. 3, Dec. 2014, pp. 303–11

İlginizi Çekebilir

Yazarın Diğer Yazıları

10Comments

Add yours
  1. 1
    Bilgin Erman

    Gerçekten çok önemli bir konu hakkında yazmışsınız sizi tebrik ediyorum. Detaylara hakim bir şekilde anlatmışsınız, okumayı daha zevkli hale getirmiş. Bu tür yazıların devamını diliyorum.

+ Leave a Comment