Bis-GMA esaslı dental kompozitlerin fotopolimerizasyonu esnasında oluşan yapısal değişikliklerin matematiksel modellenmesi
Numerical modeling the structural changes of Bis-GMA-based dental composites during the photopolymerization
Yazar: BİLGE SEMA TEKEREK
Danışman: PROF. DR. SEVİL YÜCEL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Matematiksel modelleme = Mathematical modelling ; Polimer kompozitler = Polymer composites ; Yapısal değişme = Structural change

Özet:
Dental kompozitler estetik görünümleri ve kolay kullanımları nedeniyle diş dolgu malzemesi olarak tercihen kullanılmaktadır. Dental kompozitler organik, inorganik ve ara bağlayıcı olmak üzere üç temel fazdan oluşmaktadır. Polimer matrisi görünür ışık ile sertleşen bisphenol-a-glycidyl methacrylate (Bis-GMA) ve seyreltici monomer olarak triethyleneglycol dimethacrylate (TEGDMA) oluşturur. Baryum veya çinko cam, kuvars, zirkonya ve silika gibi inorganik dolgu maddeleri dental kompozitlerde monomer matrisi güçlendirmek amacıyla kullanılır. Kompozitlerin polimerizasyon büzülmesi organik mariste bulunan monomerlerin polimere dönüşümü ile meydana gelir. Sonuç olarak, hastanın dişine uygulanan kompozit dolgu; enamel kırılması, kompozitin kavite duvarından ayrılması, mikro sızıntı ve ikincil çürükler gibi başarısızlıklarla sonuçlanabilir. Bu nedenle polimerizasyon büzülmesi sırasında meydana gelen büzülme davranışını belirlemek daha iyi bir kompozit özelliği oluşturmak için önemlidir. 	
Bu çalışmada farklı inorganik/organik madde oranlarında farklı malzemeler kullanılarak oluşturulan kompozit malzemelerin yapısal olarak değişimini sayısal olarak modelleyerek büzülme prosesinin gelişimini izlemek ve elde edilen veriler ışığında büzülme hareketinin davranışının hangi parametrelere bağlı olduğunu irdeleyerek dental kompozitlerin içerik madde ve dış etken özelliklerinin karakterize edilmesi amaçlanmıştır. Sonuç olarak, uygulanan sayısal modelleme sonuçlarının deneysel hazırlanan kompozitlerin lazer profilometresi ile elde edilen polimerizasyon büzülmesi ve yapısal değişim sonuçları ile anlamlı olduğu ve iyi bir uyum sağladığı görülmüştür.

Abstract:
Dental composite materials are preferably used as a filling material due to their esthetic appearances and ease of use. Dental composites are composed of three major components; an organic polymer matrix, inorganic filler particles and coupling agent. The polymer matrix is usually produced by visible-light-cured bisphenol-a-glycidyl methacrylate (Bis-GMA), diluted with triethyleneglycol dimethacrylate (TEGDMA). Inorganic fillers like barium or zinc glasses, quartz, zirconia, silica are used to reinforce the organic matrix. Polymerization shrinkage of composites arises from the formation of a polymer due to the monomer transformation which composes of organic matrix phase. Consequently, this may result in patient's teeth such failures as enamel fractures, de-bonding, microleakage and secondary caries. For this reason, investigation of shrinkage behavior during polymerization process is important to compose better composite material property. 
The purpose of this study was to investigate the shrinkage behavior by means of mathematical modeling the shape change and to determine the parameters influencing the shrinkage value.  Dental composites were obtained experimentally by using BisGMA (Bisfenol A-glycidil methacrylate) and HEMA (Hydroxyethyl methacrylate) as the organic matrix and hydroxyapatite (HA), alumina and zirconia as the inorganic fillers with various amounts. Archimedes principle was used for determine the density of the samples before and after polymerization. Shape change of the composites was found by numerically relating to the density values of the composites and these results were compared with the results of experimental shrinkage values obtained by laser profilometer. Polymerization shrinkage and shape change results obtained by numerical modeling were found to be in good agreement with the corresponding experimental values obtained by laser profilometer.