Magnetron saçtırma yöntemiyle borosilikatlı cam yüzeylere kaplanan tungsten-gümüş alaşımlarının biyouyumluluk ve antimikrobiyal özelliklerinin belirlenmesi
Determination of biocompatibility and antimicrobial properties of tungsten-silver alloys coated on borosilicate glass surfaces by magnetron spilling method
Yazar: SİBEL RUA
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, 2022
Konu: Genetik = Genetics
Dizin: Biyouyumluluk = Biocompatibility ; Genotoksisite = Genotoxicity ; Gümüş = Silver ; Magnetron = Magnetron ; Sitotoksisite = Cytotoxicity ; Tungsten = Tungsten

Özet:
Günümüzde, biyouyumlu materyallerin belirlenmesi ve biyolojik modeller üzerinden incelenmesi büyük önem arz etmektedir. Biyouyumluluğu ve antimikrobiyal özellikler sergileyen elementlerin bir arada kullanılması oluşturulacak olan malzemeye bu iki özelliği birlikte kazandırmayı amaçlamaktadır. Bu sayede vücut içerisinde kullanılacak bu materyallerin istenmeyen biyolojik tepkilere ve enfeksiyonlara karşı mevcut şüpheleri ortadan kaldıracağı bilinmektedir. Birçok araştırmada yer alan tungsten (W) metalinin fiziksel özelliklerinin ve biyolojik etkilerinin implant çalışmalarında başarılı olduğu bilinmektedir. Fakat, enfeksiyonları önleme açısından yetersiz kalmaktadır. Bu nedenle, gümüş (Ag) gibi antimikrobiyal etki gösteren bir metal ile oluşturulacak alaşım bir malzemenin hem biyouyumluluk hem de antimikrobiyal bir özellik sergileyeceği düşünülmektedir. Tez kapsamında, magnetron sputter kaplama yöntemi kullanılarak borosilikatlı cam materyallerin yüzeylerine tungsten-gümüş kaplama yaparak istenilen biyouyumluluk ve antimikrobiyal özellik kazandırmayı amaçladık. Bu amaç doğrultusunda, kaplanan yüzeylerin fiziksel karakterizasyonları taramalı elektron mikroskopu (SEM), enerji dağılımlı spektroskopi (EDS) ve X-ışını difraksiyon (XRD) ile gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, biyouyumluluk analizleri insan dermal fibroblast (HDFa) hücre kültüründe tutunma, canlılık ve genotoksisite testleri ile incelenmiştir. Bunun dışında, kaplanan yüzeylerde antimikrobiyal etkiler S. aureus bakteri kültürü kullanılarak analiz edilmiştir. Sonuçlarımız göstermektedir ki, tungsten-gümüş alaşım oluşturulan borosilikat cam yüzeylerde biyouyumluğu yüksek ve antimikrobiyal etki gösterebilen bir alaşım film oluşturulabilmektedir. Bu bilgiler ışığında, tungsten-gümüş alaşımının implant materyal olarak kullanım potansiyelinin bulunduğunu ve medikal alanda kullanılabileceğini öne sürmekteyiz.

Abstract:
Recently, it has a great importance to determine biocompatible materials and to examine them using biological models. The use of elements exhibiting biocompatibility and antimicrobial properties together aims to bring these two properties to a single material. In this way, it is known that these materials to be used in the body will eliminate the existing concerns related to undesired biological reactions and harmful infections. It is known that the physical properties and biological effects of tungsten (W) metal, which is included in many studies, are successfully shown in many implant studies. However, it is insufficient in terms of preventing infections. For this reason, it is thought that an alloy material to be formed with an antimicrobial metal such as silver (Ag) will exhibit both biocompatibility and antimicrobial properties. Within the scope of the thesis, we aimed to provide the desired biocompatibility and antimicrobial properties by coating the surfaces of borosilicate glass materials with tungsten-silver using magnetron sputter coating method. For this purpose, physical characterizations of the coated surfaces were performed by scanning electron microscope (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction (XRD). In addition, biocompatibility analyzes were investigated by cellular adhesion, cell-viability and genotoxicity tests in human dermal fibroblast (HDFa) cell culture. In addition, antimicrobial effects on the coated surfaces were analyzed using S. aureus bacterial culture. Our results show that an alloy film with high biocompatibility and antimicrobial effect can be constituted on borosilicate glass surfaces formed from tungsten-silver alloy. In the light of this information, we suggest that the tungsten-silver alloy has the potential to be used as an implant material and can be utilized in the medical field.