Bu çalışmanın ana hedefleri, biyouyumlu polimerlerden yapılan gözenekli kalıplanmış gövdelerde oktakalsiyum fosfatın [OCP: Ca8(PO4)4(HPO4)2・5H2O] kristalleşme modunu ve biyouyumlu polimerler ile OCP kristal arayüzlerinin bağlanma durumunu görsel olarak değerlendirmektir. Bu çalışma ayrıca OCP kullanılarak kristalize edilen biyouyumlu polimerlerin mekanik özelliklerini değerlendirerek, kemik ve kemik benzeri greft malzemelerin oluşum mekanizmalarına ilişkin temel bilgiler elde etmeyi amaçlamaktadır. Bir yıl sürmüş olan bu çalışmada bizler biyouyumlu bir polimer olan jelatini seçtik, ki bu malzeme için süngerimsi kemikli gözenekli cisimlerin hazırlanmasına ilişkin bir protokol halihazırda hazırlanmış durumdadır. Bunun devamında ise, kemik oluşumunda kalsifikasyonun önemli bir parçası olan ve yüksek mekanik mukavemet ve esneklik derecesi sergileyen kemikler için oldukça önemli olan OCP oluşum mekanizmasının değerlendirilmesine odaklanıyoruz. Bu mekanizma ayrıca yüksek performanslı biyomalzemeler hazırlamak için de önemlidir. Bu nedenle, araştırmaların her birini ayrı ayrı yürüterek elde edilemeyecek geniş bir bilgi yelpazesi elde edebilmeliyiz. Bunu, kristal arayüzünün mikro ölçekli bir düzeyde değerlendirilmesi ile, makro ölçekli gövdelerin mekanik mukavemetinin değerlendirilmesini birleştirerek ve mikro-üretim sonucu ortaya çıkan davranışların yığınsal etkisine ilişkin geri bildirim elde ederek başarabiliriz.
OCP, genç kemiklerin ana inorganik bileşenlerinden biridir ve yüksek derecede biyouyumlu bir malzemedir. Ayrıca, OCP yeni tıbbi malzeme kombinasyonlarının üretimi için bir hammadde olarak umut vericidir çünkü bu benzersiz kristal yapı içerisinde ilaçları taşıyabilir. Bununla birlikte, OPC veya ilaç bileşenleri içeren veya taşıyan OCP kullanarak, kemik grefti malzemesi olarak kullanılabilecek uygun büyüklük ve mukavemete sahip kalıplanmış parçalar elde etmek zor olmuştur. OCP tozu biyouyumlu polimerlere yoğrulduğunda, ortaya çıkan malzeme kemiklerin esnekliğini kazanmamaktadır, bu nedenle OCP'nin doğrudan kemik üzerinde kristalleşmesini sağlamak çok önemlidir. OCP kristalizasyonunun kontrolü, kemik benzeri "esneklik" niteliği taşıyan biyomalzemelerin hazırlanmasına olanak verir.
The final objectives of this study are to perform a visual observation evaluation of the crystallization style of Octacalcium phosphate [OCP: Ca8(PO4)4(HPO4)2・5H2O] on porous molded bodies from biocompatible polymers and the bonding state of biocompatible polymers and OCP crystal interfaces, and a evaluation of the mechanical properties of biocompatible polymers crystallized by OCP, to gain foundational knowledge on the mechanism for forming bone and bone-like bone graft materials. Here, as it was a 1-year investigation, we selected gelatin, which has biocompatible polymers and for which the cancellous bone porous body preparation method has already been established, and focused on the evaluation of this OCP formation mechanism. This mechanism is an essential part of bone formation calcification and is of pivotal importance for high mechanical strength in bones and manifestations of flexibility. Not only this、it is also essential for the preparation of the high-functionality biomaterials to which it is applied. Therefore, by combining the two evaluations of the evaluation of the crystal interface and microscale, and evaluation of the mechanical strength of macro formation, mutual feedback could be provided on the influence that micro-generated phenomena have on bulk, we could obtain knowledge over a wide range not possible with a unidirectional investigation.
OCP is a main inorganic component of bones, and is mainly composed of highly biocompatible materials. Not only that. As this unique crystal structure is able to carry drugs inside the crystal structure, it shows promise as a raw material for new combination medical materials. On the other hand, OCP, and above all, with drug-carrying OCP itself, it is difficult to obtain molded bodies with the appropriate size and strength as bone graft material. When OCP powder is simply kneaded into biocompatible polymers, it does not become a material with the flexibility of bone, so the crystallization process on the bone is very important. Controlling OCP crystallization promises to enable preparation of biomaterials with “suppleness” like bone.
