Güncel olarak kullanılan dental implant malzemelerinin biyouyumluluk ve mekanik özelliklerinin araştırılması
Investigation of the biocompatibility and mechanical properties of currently used dental implant materials
Yazar: SEDANUR KELEŞ
Danışman: PROF. DR. RECEP SADELER ; PROF. DR. ZEYNEP YEŞİL DUYMUŞ
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Biyouyumluluk = Biocompatibility ; Dental implantlar = Dental implants ; Çiğneme = Mastication ; İnce filmler = Thin films

Özet:
Amaç: Bu çalışmada, son yıllarda dental implant materyali olarak kullanılabilirliği yeni araştırılmaya başlanan polieter eter keton (PEEK) polimerinin yüzeyine radyo frekans magnetron saçtırma (RF-MS) sistemi ile elmas benzeri karbon (DLC) ince filmleri biriktirilerek mekanik ve biyouyumluluk özelliklerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır.
Yöntem: Bu çalışmada, Ta katkılı DLC (Ta-DLC) ve ZnO katkılı DLC (ZnO-DLC) ince filmler PEEK numunelerin yüzeyine RF-MS sistemi kullanılarak biriktirilmiştir. DLC ince filmlerin karakterizasyonu taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışını kırınımı (XRD), Raman spektroskopisi, çizik testi ve mikrosertlik test cihazları kullanılarak yapılmıştır. İnce film biriktirme işlemi sonucu elde edilen Ta-DLC-PEEK ve ZnO-DLC-PEEK numunelerinin aşınma direnci ve biyouyumluluk özellikleri Ti6Al4V, ZrO2 ve işlemsiz PEEK numuneleri ile kıyaslanarak incelenmiştir. Numunelerin aşınma dirençleri, çiğneme simülatörü ile gerçekleştirilen atrizyon ve abrazyon aşınma testleri ile belirlenmiştir. Numunelerin biyouyumluluk özellikleri ise osteoblast ve fibroblast hücre kültürü, MTT testi, antibakteriyel test ve iyon salınım testleri ile araştırılmıştır. 
Bulgular: Analizler sonucunda elde edilen verilere göre, biriktirilen katkılı DLC filmlerin amorf bir yapı sergilediği tespit edilmiştir. Ta-DLC ve ZnO-DLC ince filmler ile PEEK malzemesinin hem mekanik hem de biyouyumluluk özelliklerini geliştirildiği gözlenmiştir. 
Sonuç: Çalışma sonucunda katkılı DLC filmlerin PEEK malzemesinin aşınma direncini yükseltmesi, hücre canlılığı ve proliferasyonunu artırması ve antibakteriyel özellik göstermesi sebebiyle dental implant uygulamaları için kullanıma uygun olduğu tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Dental implant, PEEK, ince film, çiğneme simülatörü, biyouyumluluk

Abstract:
Purpose: In this study, it was aimed to improve the mechanical and biocompatibility properties by depositing diamond-like carbon (DLC) thin films on the surface of the polyether ether ketone (PEEK) polymer, which has recently been investigated as a dental implant material, by radio frequency magnetron sputtering (RF-MS) system.
Method: In this study, Ta doped DLC (Ta-DLC) and ZnO doped DLC (ZnO-DLC) thin films were deposited on the surface of PEEK samples using RF-MS system. Characterization of DLC thin films was performed using scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, scratch test and microhardness testing equipment. The abrasion resistance and biocompatibility properties of Ta-DLC-PEEK and ZnO-DLC-PEEK samples obtained as a result of thin film deposition were compared with Ti6Al4V, ZrO2 and unmodified PEEK samples. The abrasion resistance of the samples was determined by attrition and abrasion wear tests performed with a chewing simulator. The biocompatibility properties of the samples were investigated by osteoblast and fibroblast cell culture, MTT test, antibacterial test and ion release tests.
Findings: According to the data obtained as a result of the analysis, it was determined that the deposited doped DLC films exhibited an amorphous structure. It was observed that both mechanical and biocompatibility properties of PEEK material were improved with Ta-DLC and ZnO-DLC thin films.
Results: As a result of the study, it has been determined that the doped DLC films are suitable for use in dental implant applications, as they increase the wear resistance of the PEEK material, increase cell viability and proliferation, and have antibacterial properties.

Keywords:  Dental implant, PEEK, thin film, chewing simulator, biocompatibility