Yavaş fluor iyonu salınımı yapan sistemlerin etkilerinin değerlendirilmesi
The Assessment of intraoral fluoride releasing systems
Yazar: GÜLBAHAR YILDIRMAZ
Danışman: PROF. DR. HAYRİYE SÖNMEZ
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Pedodonti Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2000
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry

Özet:
Yavaş Salım Yapan Fluor Sistemlerin Etkilerinin Değerlendirmesi Sunulan çalışmada, ağız içinde uzun süreli ve kontrollü iîuor iyonu salım yapan sistemlerin olumlu klinik özellikleri gözönünde bulundurularak, kontrollü salım yapan bir membran sistemin hazırlanması amaçlanmıştır. Fluorid taşıyıcı sistemler olarak 2 farklı yapı üzerinde durulmuştur. Bu yapılar p(HEMA) ve p(HEMA)/p(HB)'dır. Çalışmamızın birinci bölümünde, fotopolimerizasyon yöntemiyle hazırlanan polimembranlar karekterize edilmiştir. Bu amaçla normal ve fluor iyonu yüklü membranlann yüzey temas açılan ölçülmüş, şişme oranlan belirlenmiş ve yüzey/kesit görüntüleri taramalı elektron mikrobu (SEM) ile' incelenmiştir İkinci grup deneylerde, fluor iyonu salım çalışmaları in vitro olarak gerçekleştirilmiştir Çalışmada yapay tükürük ortamında, her iki yapıdan fluor iyonu salım miktarları değerlendirilmiş ve ortam pH'ınuı ve sıcaklığın, polimerik yapıdan salınan fluor iyonu salım hızına etkisi incelenmiştir. Üçüncü grup deneylerde ise sağlam ve yapay çürüklü dişler ele almmış ve sürekli dolaşım yapan ve ağız ortamını taklit eden bir düzenekte yaklaşık 30 gün sürdürülen pH-döııgüsü işlemi uygulanmıştır. Çalışma sonunda sağlam ve yapay çürüklü mine örneklerinde oluşan gözenek derinlikleri hesaplanmış ve fluor iyonu alım değerleri belirlenmiştir. Ayrıca bundan başka, bu grupla kullanılan sağlam ve yapay çürüklü dişlerin normal yüzey yapılan ve fluor iyonu şahmı sonrasındaki yüzey yapılan taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Çalışmamız sırasında yapılan yüzey temas ölçümü sonrasında hazırlanan polimerik membranlann 45.3° - 54.8° arasında değişen açılar gösterdiği tespit edilmiştir. Membranlann şişme da\Tamşından elde edilen değerlerde ise en yüksek şişme oranı p(HEMA) membranlarda görülürken (% 58.5). p(HEMA)/p(HB) membranlarda bu değer % 23.2 civarında olmuştur. Bundan başka aynca. fluorid yüklü p(HEMA) ve p(HEMA)/p(HB) membranlarda yapıya fluorid yüklenmesinin dinamik şişme oranlarını azalttığı tespit edilmiştir. Bu membranlar için saptanan değerler sırasıvla % 17.8 ve % lİ.2"dir. p(HEMA) ve p(HEMA)/p(HB) membranlann SEM görüntülerinde polimerik yapıların gözenekli bir görünüme sahip olduğu ve gözenek dağılımının homojen bir yapı sergilediği izlenmiştir. Bununla birlikte p(HEMA) p(HB) membranlann yüzey ve kesit SEM görüntülerinde fluor iyonunun dışarıya doğru difuze olmasını kontrol eden p(HB) tabakası açık şekilde görülmektedir. Hazırlanması yönünden çalışmamızın en orjinal bölümünü oluşturan bu tabakada NaF partiküllerinm homojen şekilde dağıldığı izlenmektedir. Çalışmamızın ikinci kısmında, membran sistemlerin in vitro fluor iyonu salım deneyleri yapılmıştır. Bunun için ilk önce ağız onanımı taklit eden bir düzenek hazırlanmıştır. Peristaltik bir pompa yardımı ile 0.75 ml/dk hızında yapay tükürüğün (pH:6) geçirildiği bir ortamda (6.6 mg/g. 13.4 mg/g ve 20 mg/g) gibi farklı fluorid yüklemesi yapılmış membranlann fluor iyonu salımı üzerine pH'ın ve sıcaklığın etkisi araştmlnuşür. Toplam 30 gün sürdürülen iyon salım deneylerinde salım türünün difüzyon kontrolü olduğu ve polimerik yapılardan fluor iyonu saliminin, günde 0.15-0.7 mg;g civarında değişliği tespit edilmiştir. Çalışma süresi boyunca salman fluor iyonu miktan. en düşük yükleme oranına sahip (6.6 mg'g) membran sistemlerde p(HEMA) ve p(HEMAVp(HB) membranlar için sırası ile % 75 ve % 66 olarak tespit edilirken, en yüksek fluorid yükleme oranına sahip polimerik sistemlerde (20 rag/g) aynı membranlar için sırasıyla % 85 ve % 80.4 olarak saplanmıştır. pH'ın üç farklı değerde (4.5-6 ve 7.4 gibi) olduğu koşullarda yürütülen çahşmamırda. ortam pH'ının fluor iyonu şahmına etkisinin olmadığı gözlenmiştir. Bununla birlikle en düşük salım oranı pH:4.5'de elde edilirken, en yüksek salım oranına pH:7.4 değerinde ulaşılmıştır. Çalışmamızda fluor iyonu şahmına etkili bir diğer parametre olan sıcaklığın polimerik membranlardan iyon şahmına etkisini belirlemek amacı ile. iki farklı sıcaklık değeri kullanılmış ve elde edilen sonuçlar, sıcaklığın anması ile polimerik sistemlerden fluor iyonu şahmının antiğim göstennişür. 25° C'de p(HEMA) membranlarda salım % 95, 37° C'dc bu oran % 98 olmuştur. p(HEMA)/p(HB) membranlarda ise 25° C"de salım oranı % 85 iken, 37l C'de bu oran % 93 'e yükselmiştir. Çalışmamızın üçüncü grup deneylerinde, sağlam yirmi yaş dişlerinden hazırlanan 80 adet mine örneği kullanılmıştır. Örneklerin 40 tanesi 2 hafta demineralize edici solüsyonda bekletilmiş ve yapay çürük oluşumu sağlanmıştır. Daha sonra sağlam ve yapay çürüklü mine örnekleri a\T> ayrı ele alınmak üzere, ağı/ ortamını taklit eden düzeneğe yerleştirilmiş ve 0.75 ml/dk hızında de ve172 remineralizasyon döngüsünden geçirilmiştir. Membranlarla birlikte düzeneğe yerleştirilen mine örneklerinde pH siklusu. toplam 30 gün sürdürülmüştür. Deney sonunda mine örnekleri fluor iyonu alımı yönünden değerlendirilmiştir. Bunun için arka arkaya üç kez mine tabakası çözülerek, standart derinliklerde (lOfim, İOum ve 30 um) fluor iyonu tayini yapılmıştır. Sağlam ve yapay çürüklü mine örnekleri arasında istatistiksel yönden karşılaştırma yapıldığında Varyans analizi ve Multible Duncan Testi kullanılmıştır., Çalışmamızın sonunda sağlam ve yapay çürüklü dişlerde kontrol grubunu oluşturan nüne örnekleri ile membransız ve membranlı ortamda pH-döngüsünden geçirilmiş grupları oluşturan mine örnekleri, fluor iyonu alım değerleri yönünden karşılaştırılmış ve tüm gruplarda yüzeyel tabakadan, derin tabakalara doğru inildikçe kayda değer bir azalma olduğu gözlenmiştir. Key word: Fluor iyonu, minenin fluor iyonu alımı, polimerik membranlar. yapay çürük oluşturulması. -.

Abstract:
The Assessment of Intraoral Fluoride Releasing Systems In the presented study, clinical properties of an intraoral controlled release fluoride delivery systems was considered and the preparation of controlled release membrane system was aimed. As a fluoride carrier, two different systems were examined polyhydroxyethyl methacrylate (pHEMA) and polyhydroxyethylmefhacry late/polyhydroxybutyrate (pHEMA/pHB) composite systems. In the first part of the stud}-, the characterization of the membranes prepared with the photopolymerization method was performed. For this purpose, contact angles and swelling ratios of fluoride loaded membranes were determined. The surface morphology of the microporous membranes was examined by using scanning electron microscope (SEM). In the second group of experiments, in vitro fluor ion release studies were carried out. In an artificial saliva medium, the amount of released fluor ion was measured and effect of medium pH and temperature was investigated. In the third group of experiments, in a continuously circulated experimental set up, that mimics the intraoral medium, the sound and artifacial caries lesion bearing teeth were placed circulating pH solution for 30 days. At the end of the study the pore depths formed in the sound and artificial caries lesion bearing enamel samples were calculated and fluor ion uptake values were determined Also, the normal surface structures of the sound and artificial caries lesion bearing teeth were examined by SEM before and after fluor ion release. Contact angle values were found to be varied between 45.3° and 54.8° for the polymeric membranes. Swelling beha\ior of membranes was investigated and highest swelling ratio was observed for the p(HEMA) membranes (58.5%). For the p(HEMA)/p(HB) membranes, this value was found to be about 23.8 %. The fluoride loading onto membranes was decreased the dynamic swelling ratios. Swelling ratio of fluoride loaded membranes was found as 17.8 % and 11.2 % for the p(HEMA) and p(HEMA)/p(HB) membranes respectively. SEM micrographs of p(HEMA) and p(HEMA)/p(HB) membranes showed that the membrane exhibited a homogeneous and highly open pore structure, hi addition, from the surface and cross- sectional micrographs of p(HEMA)'p(HB) membranes, the p(HB) layer that controls the fluor ion diffusion was seen clearly. The preparation of p(HB) layer constitutes the most original part of our stud}- with regard to the preparation method It is observed that the NaF particles diffuse homogeneously in this polymeric layer. In the second part of the stud}-, fluor ion release experiments of membranes system were carried out with in vitro conditions. For this purpose, an experimental set up that mimics the intraoral medium was prepared The effect of pH and temperature on the fluor ion release of different amounts of fluoride loaded membranes (6.6 mg/g. 13.4 mg/g and 20 mg/g) in the artificial saliva medium (pH:6.0) at a flow rate of 0.75 ml/min was investigated. In the fluor ion release experiments continued for 30 days, it has been found that the release type was diffusion controlled and the fluor ion delivery from polymeric membranes was found to be varied between 0.3-0.7 mg/g. During the stud}', while the total amount of fluor ion released was found to be 75 % and 66% for the lowest amount of fluoride loaded (0.6 mg/g) p(HEMA) and p(HEMA)/p(HB) membranes, this values were found to be 85 % and 80.4 % for the highest amount of fluoride loaded (20 mg\g) p(HEMA) and p(HEMA)/p(HB) membranes respectively. Effect of the medium pH on fluor ion release was investigated in three different pH values (4.5. 6.0 and 7.4) and it was shown that the medium pH has no considerable effect on fluor ion release. However, the lowest deliver}- ratio was obtained at pH:4.5, the highest delivery ratio was obtained at pH:7.4. In our stud}', to observe the effect of temperature on fluor ion release, the experiments were carried out in two different temperatures. The results have showed thai fluor ion release from polymeric membranes was increased with temperature. At 25 *C. the fluor ion release for p(HEMA) membrane was found to be 95% and at 37 °C, this ratio was found to be 98%. For the p(HEMA)/p(HB) membranes these values were 85% and 93% for 25 °C and 37 'C respectively. In the third group of experiments, 80 pieces of enamel samples were used. 40 pieces of these samples were placed in dcmineralization solution for 2 weeks to make an artificial caries lesion. Then, the sound and artificial caries lesion bearing enamel samples were taken separately and placed in an experimental set up that mimics the intraoral medium under the dcmineralization and remineralization cycles at a flow rate of 0.75 ml/min. pH cycle was continued for 30 days in a reservoir medium with and without fluoride loaded membranes. At the end of the experiment, the enamel samples were174 assessmented for the fluor ion intake. For the analysis of fluor ion, enamel layer was dissolved sequentially at standard depths (10 um, 20 um and 30 urn) and fluor ion amount -was determined' The sound and artificial caries lesion bearing teeth simples were compared statistically by using Variance Analysis (ANOVA) and Multiple Duncan Test. At the end of cur study, as a comparison for the fluor ion values, between the control group and the enamel samples exposed to pH cycling in without membraned and with membraned emironment, in all groups, the decrease in the fluor ion values was observed through surface to deeper layers. Key word: Artificial Caries Formation, Enamel Fluoride Uptake, Fluoride. Polymeric Membranes, SEM.