Magnetron Saçtırma Tekniği kullanılarak yapılan Tungsten-Germanyum kaplamanın tribolojik, biyouyumluluk ve antibiyofilm özelliklerinin belirlenmesi
Determination of tribological, biocompatibility and antibiofilm properties of Tungsten-Germanium coating made using magnetron sputtering technique
Yazar: İLKAN MUDU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET ENES ARSLAN ; DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA ŞÜKRÜ KURT
Erzurum Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Genetik = Genetics

Özet:
Germanyum ve Tungsten yaygın olarak endüstride kullanılan elementlerdir. Bu kapsamda 316 L paslanmaz çelik ve borosilikatlı cam numuneler magnetron sputter kullanılarak Germanyum ve Tungsten ile kaplanmıştır. Bu çalışma kapsamında Magnetron sputter ile kaplanan ve kaplanmayan numunelerin tribolojiik özelliklerinin belirlenmesi amacı ile Taramalı Elektron Mikroskobu, X-Işını Difraktometre, Tribometre ve Enerji Dağılımlı Spektroskopi uygulamaları yapılarak belirlendi. Tribolojik özelliklerinin belirlenmesi için yapılan XRD analizlerine göre, WGe2 bileşiğinin (110) yoğun bir yapı gösterdiği ve kristal fazda gözlendiğini göstermiştir. Biyouyumluluk özelliklerinin belirlenmesi amacıyla numunelerde, in vitro olarak Primer Dermal Fibroblast (HDFa) kullanılarak analiz edilmiştir. Germanyum-Tungsten kaplanmış numunelerde ki HDFa hücrelerinde kromozomal anomalilerin belirlenmesi amacıyla genotoksisite testi olan Hoescht 33258 Floresan boyama yapıldı. Hücre canlılıklarının analiz edilebilmesi amacı ile W-Ge kaplanmış, kaplanmamış numune ve plate yüzeyinde ki hücrelere in vitro hücre canlılığı testi olan MTT yapılarak analiz edildi. Magnetron Sputter ile W-Ge kaplanan numuneler de antibiyofilm aktivitesi, kontrol grupları ile kıyaslandığında, doğada yaygın olarak bulunan S. aureus ve P.aeruginosa' da biyofilm oluşturma aktivitesinde önemli bir azalma olduğunu gösterdi. Yaygın olarak kullanılan Germanyum ve Tungsten'in Tribolojik, biyouyumluluk ve antimikrobiyal aktiviteleri yüzey kaplamalarında araştırılmış ve elde edilen bulgular ışığında biyo-implant malzemesi olarak ilk kez önerilmiştir.

Abstract:
Germanium and Tungsten are elements commonly used in industry. In this context, 316 L stainless steel and borosilicate glass samples were coated with Germanium and Tungsten using magnetron sputter. In this study, in order to determine the tribological properties of the samples coated and uncoated with Magnetron sputter, Scanning Electron Microscope, X-Ray Diffractometer, Tribometer and Energy Dispersive Spectroscopy applications were performed. According to the XRD analyzes performed for the determination of its tribological properties, WGe2 compound (110) showed a dense structure and was observed in the crystal phase. Samples were analyzed in vitro using Primary Dermal Fibroblast (HDFa) to determine their biocompatibility properties. Hoescht 33258 Fluorescent staining, which is a genotoxicity test, was performed to determine chromosomal abnormalities in HDFa cells in Germanium-Tungsten coated samples. In order to analyze cell viability, W-Ge coated, uncoated sample and cells on the plate surface were analyzed by performing MTT, which is an in vitro cell viability test. Antibiofilm activity of samples coated with Magnetron Sputter with W-Ge also showed a significant decrease in biofilm-forming activity of S. aureus and P.aeruginosa, which are common in nature, when compared to control groups. Tribological, biocompatibility and antimicrobial activities of widely used Germanium and Tungsten were investigated in surface coatings and according to the results, it was suggested for the first time as a bio-implant material.