Silika bazlı nanocluster katkılı dental nano-kompozit malzemelerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of silica based nanocluster dental nanocomposite materials
Yazar: FAUSTIN HATEGEKIMANA
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ NADİR KİRAZ ; DOÇ. DR. ÖNDER TOPEL ; DOÇ. DR. UĞUR CENGİZ
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Biyomedikal ve dental materyaller = Biomedical and dental materials ; Metal nanopartiküller = Metal nanoparticles ; Nanokompozitler = Nanocomposites ; Polimer kompozitler = Polymer composites

Özet:
Dolgu maddelerinin miktarı ve türü, dental reçine kompozitlerinin özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Bu çalışmada, silika nanocluster sentezlenmiş ve bu nanoclusterların UDMA / BisGMA / TEGDMA bazlı dental kompozitlerin özellikleri üzerindeki etkilerini değerlendirilmiştir. Nanoclusterler, yüzeyi modifiye edilmiş ticari silika nanoparçacıkların (Aerosil OX50 ve Aerosil R709) TEGDMA monomeri ile polimerizasyon ile hazırlanmıştır. Polimerizasyon sonunda elde edilen kompozit bilyeli değirmen ile toz haline getirildikten sonra bir mikro elek (75 µm) ile elenmiş ve böylece elde edilen nanocluster daha sonra diş kompozitlerin hazırlamak için dolgu maddesi olarak kullanılmıştır. Kompozitlerde, UDMA /BisGMA /TEGDMA monomer oranı 55:25:20 (ağırlıkça) ve dolgu yük oranı ağırlıkça %40-70 olacak biçimde hazırlanmıştır. Hazırlanan nanocluster yapıları ve kompozitler, SEM, TGA ve FTIR ile karakterize edilmiştir.
Sentezlenen silika nanoclusterlerin katkılamasıyla elde edilen kompozitlerin su emilimi, çözünürlüğü ve eğilme direnci değerini iyileştirdiği tespit edilmiştir. Ayrıca, nanocluster, dolgu yükündeki artış, polimerizasyon büzülmesinde azalışa ve eğilme direncinde artışa neden olmuştur. Dolgu malzemesi olarak nanoclusterlar ile nanoparçacıklar kıyaslandığında dolgu yükü artışı kompozitlerin hem su emilimi hem de çözünürlük değerlerinin azalmasına neden olmuştur. Eğilme direnci ise, belirli bir kritik dolgu yüküne ulaşılana kadar artmış; daha sonra azalmaya başlamıştır. %50'lik dolgu yükünde, nanoclusterlar katkılı kompozitlerin, eğilme direnci nanoparçacık katkılı kompozitlerden daha iyi performans göstermiştir. Dolgu malzemesi olarak nanoparçacık ve nanoclusterler birlikte kullanıldığında elde edilen kompozitin en düşük hacimsel büzülme (%2,2) ve en yüksek eğilme direncine 113,91 MPa değerine sahip olduğu bulunmuştur.

Abstract:
The amount and type of fillers have a significant influence on the properties of dental resin composites. In this study, silica nanoclusters were synthesized and their effect on the properties of UDMA / BisGMA / TEGDMA based dental composites were evaluated. Nanoclusters were prepared by polymerization of surface modified commercial silica nanoparticles (Aerosil OX50 and Aerosil R709) with TEGDMA monomer. The composite obtained at the end of the polymerization was pulverized with a ball mill and sieved with a micro sieve (75 µm), and the nanoclusters obtained were then used as a filler to prepare dental composites. The composites were prepared using UDMA/BisGMA/TEGDMA (55:25:20 weight ratio) monomers as matrix system with varying proportions of filler loading (between 40 wt.% and 70 wt.%). The prepared clusters and composites were characterized by SEM, TGA and FTIR.
The results have shown that that the composites obtained by doping synthesized silica nanoclusters improve water absorption, solubility, and flexural strength. In addition, increase nanocluster filler load caused a decrease in polymerization shrinkage and increase in flexural strength. When nanoclusters and nanoparticles were used as filler material, the increase in filler load caused a decrease in both water absorption and solubility values of the composites. The flexural strength, on the other hand, increased until a certain critical filling load was reached; then it started to decrease. At 50% filler load, composites filled with nanoclusters outperformed composites filled with nanoparticles in flexural strength. When nanoparticles and nanoclusters were used together as filling material, it was found that the obtained composite had the lowest polymerization shrinkage of 2,2% and the highest bending strength of 113,91 MPa.