Metal+gaz hibrit iyon implantasyon yöntemiyle modifiye edilmiş saf titanyum (grade-4) dental implant materyallerinin in vitro hücre tutunmasına etkisi
The effects on in vitro cell attachment of modified pure titanium (grade 4) dental implant materials by metal+gas hybrid ion implantation technique
Yazar: ALİ ERDEM TURANLI
Danışman: PROF. DR. M. AHMET ÖZTARHAN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Oksijen = Oxygen ; Osseointegrasyon = Osseointegration ; Osteoblastlar = Osteoblasts ; Titanyum = Titanium ; Zirkonyum = Zirconium

Özet:
Bir dental implant tedavisinin başarısında cerrahi teknik, implant materyali ve implant dizaynı gibi faktörlerin yanı sıra, implant materyalinin yüzey özelliklerinin de önemli olduğu bilinmektedir. Son yıllarda yapılan çalışmalar iyon implantasyonunun dental implantların yüzey modifikasyonu açısından iyi bir aday olduğunu göstermiştir.Bu çalışmada, MEVVA iyon implantasyon teknolojisi kullanılarak, metal+gaz hibrit iyon implantasyonu yapılmış yüzeylerin osteoblast hücre tutunmasına etkisi incelenmiştir. Bu amaçla, iyon implante edilecek materyal olarak son yıllarda dental implant materyali olarak en çok kullanılan titanyum (ISO 5832-2 Grade 4) seçilmiştir. Titanyum yüzeylere implante edilecek metal element olarak yüksek biyouyumluluğu ile bilinen zirkonyum ve zirkonyum ile eş zamanlı implante edilen gaz elementi olarak ta titanyum yüzeylerin pasivasyonunu arttırmak için oksijen kullanılmıştır.Çalışmada iyon implantasyon işleminden sonra numunelerin ıslanabilirliğinin nasıl değiştiğini gözlemleyebilmek için temas açısı ölçümleri yapılmıştır. Bununla birlikte iyon implantasyon işleminden sonra numunelerin yüzey morfolojisi taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Yüzeylerin elementel kompozisyonu, enerji dağılımlı x-ışını spektrometresi ile analiz edilmiştir. İyon implantasyon işleminden sonra yüzey pürüzlülüğündeki değişmeler atomik kuvvet mikroskobu (AFM) incelenmiştir. Ayrıca osteoblast hücre tutunmaları in vitro ortamda gerçekleştirilerek yüzey pürüzlülüğünün ve iyon implantasyon işleminin osteoblast hücre tutunmaları üzerine etkisi karşılaştırılmalı olarak incelenmiştir.Bu çalışmanın sonucunda, iyon implante edimiş yüzeylerde temas açısının arttığı görülmüştür. EDX analizleri sonucunda iyon implante edilmiş örneklerde zirkonyumun yüzeye çok yakın ve az miktarda olduğu ve yine iyon implante edilmş yüzeylerde kontrol yüzeylerine göre oksijen miktarında artış olduğu görülmüştür. AFM ile ölçülen yüzey pürüzlüğünde ise iyon implante edilmiş yüzeylerde yüzey pürüzlülüğünün nanometrik boyutlarda değiştiği gözlenmiştir. Osteoblast hücreleri ile in vitro ortamda gerçekleştirilen hücre tutunma testi sonucunda pürüzlü ve iyon implante edilmiş yüzeylerde hücrelerin daha iyi tutunduğu görülmüştür.Anahtar sözcükler: İyon implantasyonu, titanyum, zirkonyum, oksijen, osteoblast tutunması.

Abstract:
Achivement of a dental implant treatment depend on also surface properties of implant material as well as surgical method, implant material and implant desing, Studies have shown that ion implantation is a good candidate for modifying of dental implant surface.In this thesis, it was observed the effects on osteoblast attachment on modified surfaces with metal+gas hybrid ion implantation by using MEVVA ion implantation technology. For this aim, the material for ion implantation was chosen as titanium (ISO 5832-2 Grade 4) which is the most common material used in dentistry. Zirconium element known as biocompatible and oxygen to increase the passivation of titanium surfaces were used for creating ions simultaneously.Also in this thesis, contact angle measurement had been made after the ion implantation to observe how wettability of samples changed. Besides, surface morphology of samples had been examined by scanning electron microscope (SEM) after the ion implantation. Elemental composition of the surfaces was analyzed by energy-dispersive X-ray spectroscopy. Changes of the surface roughness were examined by atomic force microscope (AFM). Furthermore attachment of osteoblast on samples was investigated in vitro for comparing the effects of the rougnesses and ion implantation surface modification on attachment of osteoblast.In the end of the research it is observed that the contact angle increased on the ion implanted surfaces. EDX analyses show us zirconium is little and near-surface and quantitiy of oxygen is increased in ion implanted samples in comparison with control samples. Changes of surface roughness in nanometric scale on the ion implanted surfaces which have been examined by AFM. It is observed at the end of the in vitro osteoblast cell attachment is better on rough and ion implanted surfaces.Keywords: Ion implantation, titanium, zirconium, oxygen, osteoblast attachment.