Diş kompozit malzeme mekanik özelliklerinin nanofiber tasarımlarıyla geliştirilmesi
Improving the mechanical properties of dental composites with nanofiber approaches
Yazar: TANSEL UYAR
Danışman: PROF. DR. EMİR BAKİ DENKBAŞ ; YRD. DOÇ. DR. DİLEK ÇÖKELİLER
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Diş Hekimliği = Dentistry ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu çalışmanın amacı, diş hekimliğinde kullanılan kompozit (Polimetilmetakrilat + katkı malzemesi) malzemelerin mekanik özelliklerinin nanofiber tasarımları ile geliştirilmesidir. Polimetilmetakrilat son yıllarda restoratif diş hekimliğinde sıklıkla tercih edilen bir polimerdir. Literatürde PMMA içerikli kompozit üretimlerinde çok çeşitli katkı malzemeleri göze çarpmaktadır. Bunlardan en yenisi polimerik nanofiber yapılardır. İncelenen çalışmalarda genellikle dolgu malzemesi olarak kullanılan bisfenol A-glikol metakrilat maddesi kompozit üretiminde kullanılmış PMMA - nanofiber kompozit yapılar üzerine bir çalışmaya rastlanılmamıştır. Bu yönüyle bir ilk olan çalışmanın ikinci özgün noktası ise nanofiber tasarımların çeşitli düzenlenme ve desenlerde üretimi ve kullanımı ile mekanik özelliklerdeki değişimin incelenmesidir.Çalışmada nanofiber üretimleri için elektrostatik eğirme cihazı üretilmiştir. Üretilen bu cihaz, düzenlenme çalışmalarında kullanılan ve elektrik alanın manipülasyonuna imkan veren yardımcı sistemlerle kullanılabilecek şekilde üretilmiştir. Çalışma içerisinde farklı düzenlenmeler için çeşitli tasarımlarda elektrot sistemleri kullanılmıştır. İmal edilen elektrostatik eğirme ve elektrot sistemleri ile farklı çaplar ve düzenliliklerde PVA ve PE fiberler üretilmiştir. Üretim sonucu elde edilen fiberler, PMMA ile kompozit malzeme üretiminde kullanılmıştır. Fiber yapıların fiziksel karakterizasyonunda taramalı elektron mikroskobisi (TEM) kullanılarak incelemeler yapılmıştır. Üretilen PE mikro fiberlerin yüzey fonksiyonel gruplarının değiştirilmesinde plazma polimerizasyon tekniği kullanılırken modifiye edilen yüzey temas açısı düzeneği ile karakterize edilmiştir.Çalışmanın son kısmında, üretilen kompozit malzemeler üç nokta testi ile mekanik performans açısından incelenerek fiber katkıların etkisi ortaya konmuştur. Çalışma sonucunda eklenen PVA nanofiber katkıların mekanik performansı artırdığı bu durumun düzenli yapılar ile daha da iyileştirildiği gözlemlenmiştir. Bununla birlikte PE mikro fiberlerin çalışmada kullanılan daha küçük çaptaki ticari olarak kullanılan PE fiberlerle yakın değerlerde mekanik performans gösterdiği belirlenmiştir. Gelecekteki çalışmalarda daha küçük çapta PE fiberler elde edilebilindiği takdirde mekanik performansın daha da geliştirilebileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
The aim of this study is to improve mechanical proterties of dental composites used in dentistry via nanofiber approaches. Polymethylmethacrylate is a dental resin that is frequently used in restorative dentistry in recent years. A wide variety of fillers that are used to produce PMMA composites draw the attention in literature. A brand new approach in fillers is polimeric nanofibers. Bisphenol A-glycidyl methacrylate dental resins frequently are used with nanofiber fillers in literature in recent developments but PMMA resins haven't been used yet until this thesis. Using PMMA resins with nanofibers is our first novelty. Also the producing and using aligned fibers as a filler is our second novelty of this thesis.Electrospinning system is used for producing nanofibers. This device is manufactured that allows manipulation of electric field used in the applicatin of alignmet. In this work, various auxillary electrode systems are used for different patterns of alignment. The manufactured device and electrode systems produce fibers in different range of diameter and different patterns of alignment. These produced fibers with different features are used in producing PMMA dental composites. Scanning electron microscopy (SEM) is used for physical characterization also the modified fibers with plasma polymerization technique that are characterised with contact angle measurement.The last part of the work PMMA dental composites are produced with aligned and formless fibers that are characterised with three-point bending test. As a result, mechanical properties of PMMA dental composites are improved with using PVA nanofibers as a filler also with the usage of aligned fibers instead of the formless ones the effects of improvement gets better. The experiments showed that PE micro fibers we used indicate similar values of mechanical performance to the less diametered manufactured PE micro fibers. Undoubtedly, if we can provide less diametered PE fibers, higher levels of mechanical performance can achieved in the fourthcoming studies.