Demir katkılı/katkısız hidroksiapatit ince filmlerin silisyum altlıklar üzerine sol-jel yöntemiyle kaplanması
Iron doped/undoped hydroxyapatite thin film coatings on silicon wafer by sol-gel method
Yazar: SAMET GÜLEÇ
Danışman: PROF. DR. AHMET YAVUZ ORAL
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu çalışmanın amacı, enfeksiyona bağlı ölümleri önlemek için insan vücudu üzerinde zararlı bir etkisi olmayan demir katkılı/katkısız antibakteriyel / antibiyofilm kaplamaların geliştirilmesidir. Çalışmada, yüzey özelliklerinin biyouyumluluk, antibakteriyel verim ve katkılandırma alanlarında test edilmesi amaçlanmıştır. Bu analizde temel materyal olarak sağlığa zarar vermeyen ve yaygın bir elektronik malzeme olarak kullanılan silisyum altlıklar ile çalışılmıştır. Çalışmada ulaşılması gereken hedefler; farklı miktarlarda demir katkılı antibiyofilmlerin geliştirilmesi, laboratuvar ölçeğinde antibakteriyel / antibiyofilm kaplamaların üretimi, üretilen biyofilmlerin in-vitro yöntemi ile biyouyumluluğunun araştırılması ve biyouyumluluğu kanıtlanmış antibiyofilmlerin antimikrobiyal özelliklerinin analiz edilmesidir. Bu çalışmada, biyouyumlu Hidroksiapatit (HAP) ince filmler silisyum altlıklar üzerine kaplanmıştır. Bu filmlerin antibakteriyel etkinliğini artırmak için HAP, demir (Fe) elementi ile katkılandırılmıştır. Demir katkılı HAP sol-gel solüsyonlarının hazırlanmasından sonra, ince film kaplamaları, tek kristalli n- tipi, (100) düzlem yönlü silisyum altlıklar üzerine daldırma kaplama yöntemi ile üretilmiştir. Farklı oranlardaki demir katkısının HAP ince filmler üzerindeki kimyasal, yapısal ve morfolojik etkileri incelenmiştir. Film karakterizasyonu, Rigaku D-max RINT 2200 marka difraktometre (XRD), Phillips XL 30 SFEG marka Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Enerji Dağılımı Spektroskopi (EDS) kullanılarak yapılmıştır. Daha sonra, yapay vücut sıvısında 15 ve 30 gün boyunca tutulan HAP ince filmlerin biyouyumluluğu SEM ile incelenmiş ve ardından numunelerin antibakteriyel özelliklerinin testi ve analizi için yara iltihaplarına neden olan Staphylococcus Aureus bakterisinin bulunduğu ortamda 1 hafta süre ile Agar Disk Difüzyon yöntemine tabi tutulmuştur.

Abstract:
The aim of this experiment is to develop iron-doped / non-doped antibacterial / anti-dopant coatings that have no detrimental effect on the human body to prevent infection-related deaths. In the study, the surface properties in the areas of biocompatibility, antibacterial yield and doping were tested. In this analysis, silicon mats which do not harm health and used as a common electronic material are used as the basic material. Objectives to be achieved in the study; development of different amounts of iron-doped antibiotics, production of laboratory-scale antibacterial / antibacterial coatings, investigation of the biocompatibility of the produced biofilms by in vitro method and analysis of the antimicrobial properties of the biocompatible antibiotics. Biocompatible HAP thin films were coated on silicon substrates. In order to increase the antibacterial activity of these films, HAP is doped with iron (Fe) element. After the preparation of iron-doped HAP sol-gel solutions, thin-film coatings were produced by immersion coating on single crystalline n-type, (100) plane-oriented silicon substrates. The chemical, structural and morphological effects of different amounts of iron additives on HAP thin films were investigated. Film characterization was performed using Rigaku D-max RINT 2200 diffractometer (XRD), Phillips XL 30 SFEG brand Scanning Electron Microscope (SEM) and Energy Dispersion Spectroscopy (EDS). Thereafter, the biocompatibility of HAP thin films held in artificial body fluid for 15 and 30 days was examined by SEM and then subjected to agar disc diffusion for 1 week in the presence of Staphylococcus Aureus bacteria causing wound inflammation for testing and analysis of the antibacterial properties of the samples.