MAGNEZYUM ESASLI BİOMALZEMELER

ÖZET

Metalik biomalzemelerde korozyon kontrolü magnezyumun kullanılması ile yeni boyutlar kazanmıştır, Medikal cihazların bazılarında özellikle korozyona uğrayabilir biomalzemelerin büyük önemi vardır. Bu yazıda magnezyumun kardiovasküler ve ortopedik medikal cihaz elemanı olarak kullanılmasına ilişkin değerlendirmelere yer verilmiştir.

Magnezyumun Özellikleri

Magnezyumun medikal cihaz malzemesi olarak seçilmesi şaşırtıcı olmamalıdır. İngiltere’de magnezyum sülfat oranı yüksek maden suyu EPSON da bulunur. Tedavi etkisi bulunan ve 17’nci asırdan bu yana bilinen bu suya sal anglikum adi da verilmektedir. Magnezyum türevli medikal ürünler ve ilaçların koruyucu sağlık desteklerinde büyük etkinliği ve uygulaması vardır. Magnezyumun hafis ve etkili mekanik özellikleri otomotiv ve havacılık sektöründe tercihen kullanılmaktadır. Magnezyumun nükleer özellikleri ise ayrı bir üstünlük sağlamaktadır. Bu özelliği Magnox reaktörlerinin yakıt elemanının kaplanmasında kullanım kazandırmıştır.

Magnezyumu bu günlerde implantable medikal cihazların imalatlarında kullanımına şahit olunmaktadır. Halen deney aşamasında seyretmekte olan bu uygulamaların klinik deneylere doğru hızla ilerlediklerine şahit oluyoruz. Magnezyumun bir dizi alaşımı insan vücudunda hızla korozyona uğrayarak çözülebilmektedir. Daha ilginci, magnezyum alaşımlarını vücutta çözülme hızları da ayarlanabilmektedir.


Bioabsorbable stentler

İlk uygulamalardan biri intravascular stentlerdir. Biotronik GmbH & Co. magnezyum alaşımından ürettiği stentlerin klinik denemelere hazırlanmaktadır. Bu stentlerin magnezyum ana metaline Yüzde 2 kadar alüminyum ve Yüzde 1 de nadir toprak metalleri ile az miktarda zirkonyum elementi de ilave edilmektedir. Kullanılan alaşım türüne göre stentler bir kaç hafta ile birkaç ay arasında çözülmektedir.

Bilindiği gibi halen stentler paslanmaz çeliklerden imal edilmektedir. Nitinol veya cobalt-chromium alaşımlarının mükemmel özelliklerine rağmen bu alaşımlardan yapılan stentlerde bir dizi sorunlar da yaşanmaktadır. Bu malzemelerin restenosis özellikleri çözümlenmiş değildir. Stentlerin birçok türlerinde polimer destekli antiproliferatif ilaçlarla kaplanmakta ve böylece stentlerin restenosis özellikleri azaltılmaktadır. Ülkemizde paslanmaz çelikten stentler yapılmaktadır. Ancak ilaçlı stentler henüz imal edilmemektedir.

Vücutta çözülerek kaybolan stentler kolesterol tarafından tıkanan damarlar açıldıktan belli bir sure sonra acilmiş damar aynen kalır fakat bu isi gerçekleştiren stent damarın içinden kaybolur.


Yakin tarihlerde biodegradable- vücutta çözülen polimer esaslı stentler imal edilmiş ve denenmiştir. Polimer kalıntılarının tasdikleri risk dikkate alınarak bilim adamları natif malzemelere yönelmiştir. Vücutta çözülen metallerin kalıntıları da vücuda faydalı kompleksler olup risk unsurları ihmal edilecek düzeydedir. Her durumda vücutta çözülen eriyen malzeme; metal iyonlarını, çözülen tuzlara, korozyon partiküllerini kana karıştırır. Kana karışan bu malzemeler bireylerde ateşin yükselmesine bazı hallerde kasıntılara neden olabilir. Halen sinirli koşullarda uygulanmakta olan bu stentler bazı hastalar için büyük umutlar vaat etmektedir.

Ortopedik Uygulamalar

Magnezyumun ikinci önemli uygulama alanı ortopedik cerrahidir. İlk uygulamalardan olumlu sonuçlar alınmazsa bile bu alanda magnezyumun büyük umut olduğuna inanılmaktadır. Ortopedik medikal cihaz imalinde kullanılan magnezyum alaşımlarının farklı türleri vardır. Alaşım elemanlarının turu ve oranına göre magnezyumun vücutta çözünme hızı değişmektedir. Bu amaçla nadir toprak elementlerinden neodyum, seryum ve dysprosium elementlerine ilaveten alüminyum ve çinko da kullanılmaktadır.

Kemik onarımında kullanılan malzemeler, çivi ve vidalar, bağlantı elemanları, olup kullanıldıktan sonra sökülmesine gerek duyulmamaktadır. Kemik ve doku yerine kullanılan magnezyum plakalar dört beş ay vücutta fonksiyonunu icra edebilmektedir. Magnezyum korozyona uğrayarak hidrojen gazını açığa çıkarır. Açığa çıkan hidrojen gazi, yakin civarda bulunan doku yüzeylerinde birikerek bazı komplikasyonlara yol acar. Magnezyumun birikmesi vücutta istenmedik semptomlara neden olduğundan dikkat edilmelidir.

Magnezyumun Psikolojik Etkisi

Bütün vücutta çözülen malzemeler gibi, insan dokusuna ve vücudun immune sistemine olumsuz etkileri vardır. Yakin tarihlere kadar Bulgaristan’dan geldiği iddia edilen bizmut gümüş amalgamın, kobalt, krom ve nikel gibi cerrahi cihazların vücuda oluşturduğu tehditler çok daha fazladır. Magnezyum alaşımlarının yararları psikolojik olumsuzluklarından çok daha fazla olması potansiyel konumunu daha da etkili kılmaktadır.


Yetişkin bir insanin vucudunda 30 gram kadar magnezyum vardır. Magnezyumun vücutta bulunduğu bölgeler kaslar ve kemiklerdir. Magnezyum kas ve kemiklerde yoğunlaşmıştır. Magnezyum protein ve nukleik asidi elektro statik kuvvetlerle biribirine bağlamakta aynı zamanda bir çok enzimatik reaksiyonların da kofaktoru durumundadır. Magnezyum, nörolojik ve kas fonksiyonların güç kaynağıdır. Magnezyumun az olması kemik gelişmesini olumsuz etkiler. Magnezyum kemik üreten hücrenin yakıtı durumundadır. Magnezyum vücutta bulkunanfosfati bağladığından Magnezyumun varlığı kemiksi dokuyu mineral yönünden zenginleştirir, kalsiyum fosfat oluşumunu sağlayarak kemikleri hızla kuvvetlendirir.

Magnezyumun az olması kardiyak arrhythmias a neden olur. Böylece damarlardan gecen kan akışı kolaylaşır, damarların daha yüksek basınçlara dayanıklı hale getirir. Serbest hale gelen magnezyum vücuda toksik etki yapmaz. Magnezyum Türk Medikal cihaz imalatçılarımız için de yeni bir malzemedir. Bu malzemeden çeşitli alaşımlar üretilerek diğer alanlarda da kullanım etkinliği araştırılmalıdır.


Prof Dr Metin Yerebakan