Biyomalzeme; vücudun işleyişine yardımcı olmak üzere üretilen ve geliştirilen malzemelerdir. Yapısı itibariyle vücut ile sürekli temas halinde bulunmaktadır.Tıp ve mühendislik sahasındaki gelişmeler sayesinde, aslı kadar iyi olmasa da, vücudumuzda sun’î malzemelerin (biyomalzeme) kullanımı mümkün olabilmektedir. Biyomalzemeler, insan vücudundaki canlı doku ve organların çeşitli sebeplerle kendilerine verilen vazifeleri îfa edememeleri neticesinde kötüleşen hayat kalitesinin iyileştirilmesi maksadıyla kullanılan malzemelerdir. Ortopedik maksatlar için kullanılan protezler ile diş hekimliğinde kullanılan dolgu malzemeleri ve diş protezleri, biyomalzemelere misâl verilebilir. Biyomalzeme uygulamaları eski çağlara kadar dayanmaktadır. Eski Çin’de altın, diş hekimliğinde kaplama malzemesi olarak kullanılmıştır. Asr-ı Saadet’e baktığımızda Peygamber Efendimiz’in (sallallahü aleyhi ve sellem) bir savaşta burnu kopan sahabiye, gümüş burnun koku yapması üzerine altın burun takmasına izin verdiği görülmüştür (Ebu Davud, Tirmizi, Nesei, K.S.-2109). 1880’lerde fildişlerinden yapılmış protezlerin vücut içerisinde kullanılması da diğer bir misâldir.
Biyomalzemelerin hususiyetleri
Biyomalzemeler vücuttaki dokularla uyumlu ve dokulara zarar vermeyen hususiyette olmalıdır. Vücudumuz, kendisine bahşedilen mükemmel savunma mekanizmasıyla, içerisine giren herhangi bir yabancı cisim veya canlıyı hemen tehdit olarak algılamakta ve onu çeşitli şekillerde bertaraf etmeye çalışmaktadır. Dolayısıyla vücuda yerleştirilen herhangi bir malzeme de aynı şekilde muameleye tâbi tutulacak ve yabancı bir tehdit olarak algılanarak vücuttan atılmaya çalışılacaktır. Biyouyumluluk, vücut içerisinde kullanılan bir malzemenin yabancı olarak algılanmadan kendisinden beklenen fonksiyonu problemsiz bir şekilde yerine getirmesidir. Bir biyomalzeme vücuda yerleştirildiğinde, zamanla vücut içerisinde pek çok reaksiyon meydana gelir. Bunlar; dokulardaki proteinlerle biyomalzeme arasında meydana gelen etkileşimler, bağışıklık sisteminin harekete geçirilmesi, akyuvar sayısının artması, kan pulcuklarının birbirlerine yapışması ve tümör üretimi şeklinde sıralanabilir. Bu reaksiyonlar, biyomalzemenin insan vücudu içerisinde çalışmasına önemli derecede tesir eder
Biyomalzemenin korozyona karşı direncinin yüksek olması da istenen diğer bir hususiyettir. Korozyon, bir metalin bulunduğu ortamla istenmeyen kimyevi reaksiyonlara girmesidir. Bu reaksiyonlar neticesinde metal, oksitlere, hidroksitlere ve diğer kimyevi bileşenlere ayrılmaktadır. İnsan vücudundaki doku sıvısı, ihtiva ettiği su, çözünmüş oksijen, proteinler ve pek çok iyonla korozyona oldukça müsait bir ortamdır. Bu sebeple, biyomalzemelerin korozyon dirençleri çok önemlidir. Mesela, insan vücudunda ilk protez malzemesi olarak kullanılan vitalyum çeliğinin, yapılan araştırmalar neticesinde korozyona direncinin düşük olmasından dolayı insanlar için tehlikeli olduğu görülmüştür. Bunun yerine paslanmaz çelikler, titanyum alaşımları gibi başka malzemeler kullanılmaya başlanmıştır.
Biyomalzemelerin sağlaması gereken diğer bir hususiyet, yerine kullanılacağı organ veya uzvun mekanik özelliklerine benzer özelliklere sahip olmasıdır. Meselâ, bir kemiğin yerinde kullanılacak protezin, kemiğinki ile uyumlu özelliklere sahip olması gerekir. Kemik dokusu, yumuşak ve sert kolajen (bağ dokusuyla ilgili bir protein), proteinlerden ve kırılgan apatitten (mineral) yaratılmış karmaşık tabiî bir kompozittir. Kemik ayrıca anizotropik yani eksenel ve radyal yönlerde farklı mekanik özelliklere sahip bir malzemedir.
Biyomalzemelerin kullanım sahalarına misâller
Kendilerine verilen üstün mekanik ve kimyevî hususiyetlerinden dolayı, metal ve alaşımlar biyomalzeme olarak pek çok sahada insanlığa hizmet etmektedir. Özellikle diş ve kalça protezlerinde, kas-iskelet sisteminde ve kalb kapakçıklarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Hemen herkesin karşılaştığı diş dolgusu, köprü veya protez uygulamalarında paslanmaz çelikler, kobalt-krom alaşımları, dental amalgam ve son zamanlarda titanyum alaşımları kullanılan biyomalzemelerdir. Özellikle titanyum, hafif olması, dokularla asidik reaksiyonlara girmemesi ve biyouyumluluğunun yüksek olması sebebiyle diğer biyomalzemelere oranla son zamanlarda daha çok tercih edilmeye başlanmıştır.
Metalik biyomalzemelere verilecek diğer bir misal Nikel (Ni)- Titanyum (Ti) alaşımlarıdır. Bunlara şekil bellekli alaşımlar denilmektedir. Akıllı malzemeler(!) olarak da isimlendirilen bu malzemelere misâl olarak, gözlük çerçeveleri, bazı otomobil parçaları, tıp sahasında özellikle kalb ve damar hastalıklarında çok yaygın kullanılan tıbbî malzemeler, diş telleri ve ayrıca sismik uygulamalarda kullanılan darbe sönümleyici malzemeler sayılabilir. Şekil bellekli alaşım terimi, uygun ısıl işlemle, önceden belirlenmiş şekline geri dönebilme kabiliyeti olan metalik malzemeler için kullanılır. Tıkanıklıkların giderilmesi için damarlara takılan stentler, şekil bellek hususiyetinin kullanıldığı biyomalzemelerdir. Burada stent, damara boru şeklinde konulduktan sonra vücut sıcaklığında damar şeklini alarak tıkalı damarın açılmasına vesile olmaktadır.
Diğer bir biyomalzeme türü olan biyoseramikler, insan vücudunda hasara uğrayan uzvun vazifesini yerine getirebilmek için kullanılan seramiklerdir. Günlük hayatta diş tedavilerinde, kalça protezlerinde ve yüz kemikleri gibi pek çok alanda kullanılmaktadırlar. Oksit seramikleri, kalsiyum-fosfat seramikler, cam ve cam-seramikler, biyoseramiklere misâl verilebilir. Özellikle ileri yaşlarda karşılaşılan kemik erimesi gibi hastalıklarda biyoseramiklere ihtiyaç artmaktadır. Biyocam protezler, hastaların işitmeyle ilgili problemlerinin giderilmesinde hasarlı orta kulak kemiklerinin yerine de kullanılmaktadır.
Günümüzde tabiî veya sentetik polimer esaslı biyomalzemeler, ilâç taşıma sistemleri, doku mühendisliği ürünleri, diyaliz âletleri, ameliyat iplikleri, sun’î damarlar, kan paketleri ve bazı protezler gibi pek çok alanda kullanılmaktadır. Bu malzemeler, metaller ve seramiklerle karşılaştırıldıklarında, kolay üretilip şekillendirilebilme ve düşük maliyetli olma gibi avantajlara sahiptir.
