Restoratif dental kompozitler için hidroksiapatit esaslı nanoçiçek morfolojili destekleyici faz üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of hydroxyapatite based inorganic phase with nanoflower morphology for restorative dental composites
Yazar: KADİR SAĞIR
Danışman: PROF. DR. AFİFE BİNNAZ HAZAR ; ÖĞR. GÖR. AYSU AYDINOĞLU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Üretim Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Dişler omurgalılarda bulunan ve bireylerin yaşam kalitesini doğrudan etkileyen organlardır. Dişlerde en sık görülen hastalık olan çürüklerin tedavisinde bozunmuş doku yapıdan uzaklaştırılır ve yerine dolgu materyalleri yerleştirilir. Dental kompozitler biyouyumluluk, uygulanabilirlik ve estetik görünümü gibi avantajları sayesinde amalgam, cam iyonomer ve seramik dolgu malzemelerine kıyasla daha fazla tercih edilmektedirler. İkincil çürük oluşturması ve mekanik dayanımının istenilen seviyede olmaması kompozit dolguların geliştirilmesi gereken eksikliklerindendir. Mevcut tez çalışmasında diş sert dokusunun yaklaşık %70'ini oluşturmasına rağmen ticari kullanımı olmayan Hidroksiapatit [Ca10(PO4)6(OH)2] (HA) kristalleri kimyasal çöktürme, mikrodalga ışınlama, sonokimyasal ve hidrotermal sentez gibi farklı yöntemler kullanılarak sentezlenmiştir. Böylece yönlendirilmiş çekirdeklenme ile çubuksu parçaların küresel formda bir arada bulunduğu, yüksek yüzey alanı/hacim oranlı nanoçiçek morfolojili biyomimetik HA tozları sentezlenerek kompozitin mekanik dayanımı arttırılması hedeflenmiştir. Sentezlenen tozların morfolojik yapısı taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve geçirimli elektron mikroskobu (TEM); kristal yapısı X-Işını difraktometresi (XRD); bağ yapıları Fourier dönüşümlü kızılötesi (FTIR) spektroskopisi; termal özellikleri TGA/DSC ve yüzey alanı ölçümleri Brunauer, Emmet ve Teller (BET) analizleriyle tespit edilmiştir. İstenilen özellikleri sağlayan nanoçiçek morfolojili biyomimetik hidroksiapatit (NÇBHA) tozları dental kompozitin yapısına katılmış, basma dayanımı, eğme dayanımı, mikrosertlik, kürlenme derinliği ve polimerizasyon büzülmesi testleri gerçekleştirilmiştir. Sonuçların varyans analizi (ANOVA) istatistik olarak incelenmiş ve kimyasal çöktürme ile sentezlenmiş BHA tozları içeren dental kompozit grubunda 56,04 MPa eğme ve 110,58 MPa basma dayanımı elde edilmiştir. Diğer sentez yöntemlerinde sırasıyla mikrodalga ışınlamada 81,06 MPa eğme ve 139,19 basma dayanımı; sonokimyasal sentez grubunda 68,24 MPa eğme ve 135,05 basma dayanımı; hidrotermal sentez yönteminde 74,01 MPa eğme ve 122,98 MPa basma dayanımı elde edilmiştir. Böylece farklı sentez yöntemleri ile üretilen NÇBHA tozlarının kullanımıyla dental kompozitlerin eğme dayanımında %60'a ve basma dayanımında %30'a kadar iyileştirme elde edilmiştir. Ayrıca NÇBHA ilavesiyle kompozitin mikrosertlik, kürlenme derinliği ve polimerizasyon büzülmesi değerlerinde iyileşme tespit edilmiştir. Sonuçlar nanoçiçek morfolojili BHA tozlarının dental kompozitin biyouyumluluk ve mekanik özelliklerini geliştirilmesi açısından umut vericidir.

Abstract:
Teeth are organs in vertebrates that directly affect quality of life of individuals. In the treatment of caries, which is most common disease in teeth, degraded tissue is removed from structure and filling materials are placed instead. Dental composites are preferred more than amalgam, glass ionomer and ceramic filling materials due to their advantages such as biocompatibility, applicability and aesthetic appearance. Secondary caries formation and the lack of mechanical strength at desired level are the shortcomings of composite fillings that need to be developed. In the current thesis, Hydroxyapatite [Ca10(PO4)6(OH)2] (HA) crystals, which are not commercially used although they constitute approximately 70% of the dental hard tissue, were synthesized using different methods such as chemical precipitation, microwave irradiation, sonochemical and hydrothermal synthesis. Thus, it was aimed to increase the mechanical strength of composite by synthesizing biomimetic HA powders with high surface area/volume ratio nanoflower morphology, in which oriented nucleation and rod-like fragments coexist in spherical form. The characteristics of the samples were determined by SEM, TEM, XRD, FTIR, TGA/DSC and BET analysis. Then, compressive strength, flexural strength, microhardness, cure depth and polymerization shrinkage tests of dental composites were performed. Analysis of variance (ANOVA) of the results was analyzed statistically and 56.04 MPa bending and 110.58 MPa compressive strength were obtained in the dental composite group containing BHA powders synthesized by chemical precipitation. The flexural and compression strengths of the other methods were determined as 81.06; 139.19 MPa in Microwave irradiation, 68.24; 135.05 MPa in sonochemical synthesis, and 74.01; 122.98 MPa in hydrothermal synthesis method. Thus, up to 60% improvement in flexural strength, 30% in compression strength and other properties of dental composites has been achieved by using NÇBHA powder. The results are promising in terms of increasing the biocompatibility and mechanical properties of dental composites containing NÇBHA