Diş hekimliğinde kullanılan restoratif materyallerin ve dişin termal kinetiğinin karşılaştırılması
Comparison of restorative materials used in dentistry and the thermal kinetics of the tooth
Yazar: ESMA NUR HALİLOĞLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HATİCE BAYRAKÇEKEN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Amaç: : Çalışmamızda insan dişinin ve diş hekimliğinde kullanılan restoratif materyallerin farklı ısıtma hızlarında termal bozunması incelenerek, komplekslerin ayrışma sıcaklıkları incelenerek, aktivasyon enerjisi, bozunmanın dönüşüm derecesine ve başlangıçta dikkate alınan mekanizmalardan hangisinin uygun olduğuna göre belirlenir. Yapıların ısıl kararlılığına ilişkin kinetik modeller kullanılarak hesaplamalar yapılarak yapıların ısıl kararlılığının doğru olup olmadığına karar verilmesi ve parametrelerin karşılaştırılarak dişin ısıl kinetiğinin ölçülmesi amaçlanır. Ortodontik amaçlı çekilen diş, süt dişi ve iki farklı kompozit diş malzemesi kullanıldı.
Yöntem Atıl olan dişler ve kullanılmamış diş kompozitleri bilyalı değirmende ezilerek termal analiz için hazır hale getirildi. Bu süreçte adsorpsiyon / desorpsiyon izotermleri (BET), termal gravimetrik analiz (TGA), X ışını kırınımı (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM), Fourier Transform Infrared Spektroskopisi (FTIR) ve Elemental analizleri ile aydınlatılılmıştır. Ayrıca numunelerin farklı sıcaklık hızlarında ısıtılarak TG ve DTG eğrileri elde edilmiştir. Bu eğrilerden elde edilen sonuçlardan aktivasyon enerjileri üç farklı yöntem (KAS, FWO ve STK) kullanılarak hesaplanmıştır.
Bulgular: Diş ve kompozit malzeme örnekleri  2, 5, 10 ve 20 K dak-1 ısıtma hızlarında TG ve DTG eğrilerinden ortalama aktivasyon enerjileri KAS, FWO ve STARINK yöntemiyle hesaplanmıştır. Her üç modele ait hesaplamalar sonucunda elde edilen değerlerin birbirine oldukça yakın olduğu görülmektedir. Sırasıyla ortalama olarak aktivasyon enerjileri diş örnekleri için 174.60, 182,33 ve 179. 10 kJmol-1, kompozit malzeme örnekleri için ise 342.00, 376.68 ve 348.77  olarak hesaplandı. Her iki örnek için de kontrol mekanizmasının üç boyutlu difüzyon Zhuravlev eşitliği [(1-α)-1/3-1]2 olduğu tespit edilmiştir. 
Sonuç: Kompozit malzemelerin ve gerçek dişlerin termal davranışlarının uyumlu olduğu görülmüştür. 
Anahtar Kelimeler: Dental malzeme, restoratif materyal, TG, kinetik model  
Aralık 2023,  62 sayfa

Abstract:
Purpose: In our study, the thermal degradation of human teeth and restorative materials used in dentistry is examined at different heating rates, the decomposition temperatures of the complexes are examined, and the activation energy is determined according to the degree of transformation of the degradation and which of the initially considered mechanisms is appropriate. By making calculations using kinetic models regarding the thermal stability of the structures, it is aimed to decide whether the thermal stability of the structures is correct and to measure the thermal kinetics of the tooth by comparing the parameters. Extracted teeth, milk teeth and two different composite dental materials were used for orthodontic purposes.
Method:  Idle teeth and unused dental composites were crushed in a ball mill and made ready for thermal analysis. In this process, adsorption/desorption isotherms (BET), thermal gravimetric analysis (TGA), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Elemental analyzes were elucidated. Additionally, TG and DTG curves were obtained by heating the samples at different temperature rates. From the results obtained from these curves, activation energies were calculated using three different methods (KAS, FWO and STK).
Findings: Average activation energies of dental and composite material samples were calculated from TG and DTG curves at heating rates of 2, 5, 10 and 20 K min-1 by KAS, FWO and STARINK methods. It can be seen that the values obtained as a result of the calculations of all three models are quite close to each other. On average, activation energies were calculated as 174.60, 182.33 and 179.10 kJmol-1 for tooth samples, and 342.00, 376.68 and 348.77 for composite material samples, respectively. For both examples, the control mechanism was determined to be the three-dimensional diffusion Zhuravlev equation [(1-α)-1/3-1]2.
Results: The thermal behavior of composite materials and real teeth was found to be compatible.
Keywords: Dental material, restorative material, TG, kinetic model
December 2023, 62 pages