Investigation of Antibacterial Properties of Ion-Doped β-Tri-calcium Phosphate Powders Produced via Microwave-Assisted Synthesis Technique

Abstract

β-trikalsiyum fosfat (β-TCP), ortopedi uygulamalarında sıklıkla kullanılmakta olan kalsiyum fosfat (CaP) esaslı biyoseramik malzemelerden biri olup biyoemilebilir karakterdedir ve implantasyon alanına bağlı olarak macun, kaplama, toz, granül vb. formlarda uygulanabilmektedir. β-TCP üretimi için genellikle tercih edilen yaş kimyasal yöntemlerde, üretim sürelerinin uzun ve çok adımlı olması ve proses parametrelerinin kontrol edilmesinde güçlükler yaşanması nedeniyle farklı sentez yollarının geliştirilmesi yönünde araştırmalar ağırlık kazanmıştır. Bu çalışmada, β-TCP tozları deneysel sürecin çok daha kısa ve pratik olması yönleriyle ön plana çıkan mikrodalga destekli sentez tekniği ile elde edilmiştir. Hazırlanan Ca ve P kaynak çözeltileri reaksiyona sokulduktan sonra mikrodalga ışımasına tabi tutulmuş, ışıma sonrası ürünün santrifüj edilmesiyle açığa çıkan yaş çökelti kurutulmuş ve nihai olarak 900°C’de ısıl işlem görmesi sağlanmıştır. Böylelikle antibakteriyellik ve kemik gelişimini destekleme özellikleri sergilemesi beklenen Ce+3 ve SeO3-2 katkılı β-TCP tozları üretilmiştir. Tozların karakterizasyonu kapsamında; X-Işını Difraksiyonu (XRD) ile kimyasal faz analizi, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Enerji Dağılım Spektrometresi (EDS) ile mikroyapı ve elementel haritalama incelemeleri, vücut benzeri sıvı (Simulated Body Fluid, SBF) içerisinde 37°C’de 14 gün tutma suretiyle biyoaktivite davranışının belirlenmesi ve Staphylococcus aureus (S. aureus, ATCC 25923) kullanılarak yapılan bakteri etkileşim testleri doğrultusunda antibakteriyellik özelliklerinin tayin edilmesi gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen tozlar, yüzeylerinde 1X SBF çözeltisinde 14 gün bekletilme sonucunda CaP esaslı birikintiler oluşturmuştur ve bu durum örneklerin biyoaktif karakterde olduğunu göstermektedir. Ayrıca, iyon katkısına bağlı olarak bakteri koloni sayısında azalma tespit edilmesi de tozların antibakteriyellik özelliğine işaret etmektedir.