Katkısız ve gümüş katkılı nanohidroksiapatitin sentezlenmesi, karakterizasyonu ve dentin tübüllerinde kaplama malzemesi olarak kullanılabilirliğinin araştırılması

Abstract

Bu tez çalışmasında, dentin hassasiyet tedavilerinde dentin yüzeyi kaplama malzemesi olarak kullanılmak üzere çöktürme yöntemiyle nano boyutta katkısız hidroksiapaptit (HAp) ve (% 0.05, % 0.20, % 0.40) gümüş iyonu katkılanmış hidroksiapatit (Ag(I)-HAp) sentezlenmesi amaçlanmıştır. Dentin yüzey kaplama işlemi öncesinde katkısız ve gümüş katkılı hidroksiapatit örneklerin fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikleri incelenmiştir. Kimyasal yapı ve kristalografik inceleme için XRD, yüzey morfolojisi incelemesi için SEM, elementel analiz için SEM-EDS ve ICP-OES, tane boyut incelemesi için Zetasizer ve SEM, Ca/P oranının belirlenmesi için SEM-EDS ve ICP-OES, bileşen gruplarının belirlenmesi için FTIR ve malzeme yoğunluklarının belirlenmesi için Archimed yöntemi kullanılarak fizikokimyasal karakterizasyon işlemleri yapılmıştır. Antibakteriyel etki elde etmek için gümüş varlığı pozitif bir düşünce olsa da Ag (I) iyonlarının hidroksiapatit yapısından biyolojik, fiziksel ve kimyasal etkilerin bir sonucu olarak salınıp toksik bir etkiye neden olup olmadığını belirlemek için bu çalışmada % 0.05, % 0.20, % 0.40 gümüş iyonu katkılanmış hidroksiapatit biyomalzemelerinin gümüş salım tayini de yapılmıştır. Eşlenik vücut sıvısı (SBF) içerisinde belirli zaman dilimlerinde ( 1/2 – 1 – 3 – 5 – 10 – 20 – 30 gün ) bekletilen örneklerin muamele sonundaki Ag (I) konsantrasyonları zamanın bir fonksiyonu olarak ICP-OES ile belirlenmeye çalışılmıştır. Bununla beraber eşlenik vücut sıvısıyla 20 hafta süreyle yapılan degradasyon çalışmasıyla malzemenin bozunması kontrol edilmiştir. Olası bozulma sonucunda Ag(I)-HAp biyomalzemeden Ag (I) salımı oluşup oluşmadığını belirlemek için degradasyona tabi tutulan katı örnekte ve degradasyon sıvısında sitotoksisite analizi yapılmış ve tüm ürünlerdeki gümüş iyonu salım değerleri 20 – 35 ppb aralığında gözlenmiştir. Aynı zamanda üretilen malzemelerin bozulmadığı ve % 70'den fazla hücre canlılığı değerleri sağladığı sonucuna varılmıştır. Bu tez çalışmasında fiziksel ve kimyasal karakterizasyon ile salım tayinini çalışmaları sonrasında, HAp ve % 0,40 Ag(I)-HAp partikülleriyle açık dentin tübül yüzeyleri kapatılmaya çalışılarak yüzeyin yeniden mineralleşmesine etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla, HAp ve % 0,40 Ag(I)-HAp biyomalzemeleri dentin yüzeyleri üzerine çöktürme yöntemiyle kaplanarak hem HAp ve % 0,40 Ag(I)-HAp tozlarının hem de kaplanmış dentin disklerinin antibakteriyel özellikleri dişlerde çürümeye en fazla neden olan S. Mutans, C. Albicans ve E. Coli bakterilerine karşı belirlenmiştir. Aynı zamanda HAp esaslı partiküllerin dentin yüzeylerinde bozulma olasılığı da araştırılmıştır. Bozunma işleminin sonucunda dentin örneklerinin morfolojik ve yapısal değişiklikleri SEM ve FTIR analizleri ile, toksik etkisi Sitotoksisite analizleri ile belirlenmiştir. Sonuç olarak, hem HAp hem de % 0,40 Ag(I)-HAp partiküllerinin dentin yüzeylerini büyük bir oranda kapladığı görülmüştür. Bu kaplama işlemi sonucunda yüzeyde uygulanan degradasyon işleminin numunelerde herhangi yapısal ve morfolojik değişime ve toksik etkiye neden olmadığı görülmüştür. Bununla beraber yapılan antibakteriyel analize göre kaplama malzemelerinin antibakteriyel bir etki sağlayacağı görülmüştür. Sonuç olarak diş tedavilerinde HAp ve Ag(I)-HAp biyomalzemelerinin özellikle dentin hassasiyeti giderme amaçlı uygulanan dentin tübül tıkama uygulamalarında kullanılabilecek bir malzeme olacağı düşünülmektedir.

In this thesis dissertation, it was aimed to synthesize pure hydroxyapaptite (HAp) and 0.05 %, 0.20 %, 0.40 % silver doped hydroxyapatite (Ag(I)-HAp) by precipitation method to be used as dentin surface coating material in dentin sensitivity treatments. Physical, chemical and biological properties of pure and silver doped hydroxyapatite samples were investigated before dentin surface coating process. XRD analysis was used to determine chemical structure and crystallographic examination. SEM analysis was used to investigated surface morphology and also SEM-EDS and ICP-OES analysis were used to determine elemental distribution. FTIR analysis was used to indicate the functional group. Zetasizer and SEM analysis were used to detemine particle size values, SEM-EDS and ICP-OES were used to determination of the Ca / P ratio, and Archimed method was used to define material densities. Although the presence of silver to obtain an antibacterial effect is a positive idea, it is important to determine whether the presence of Ag (I) has a toxic effect as it can be released from the hydroxyapatite structure of Ag (I) ions as a result of biological, physical and chemical effects and may cause a toxic effect. For this purpose, silver release of 0.05 %, 0.20 % and 0.40 % silver doped hydroxyapatite biomaterials were also investigated in this study. Ag (I) concentrations at the end of treatment of samples kept in simulated body fluid (SBF) in specific time periods (1/2 - 1 - 3 - 5 - 10 - 20 - 30 days) were determined by ICP-OES as a function of time. Also, the degradation of the material was controlled by the degradation study with SBF for 20 weeks. In order to determine whether Ag (I) release occurs from the Ag(I)-HAp biomaterial as a result of possible deterioration, the study of the cytotoxicity were carried out for both degraded liquid and the degraded sample. According to the analysis, the release values in all products were observed at ppb level. At the same time, it was concluded that the materials produced did not degraded and provided more than 70 % cell viability values. It was concluded that this product was a non-degradable product and was a biocompatible material that could be used for treatment in dentistry. In this study, HAp and 0,40 % Ag(I)-HAp biomaterials were coated on the dentin surfaces by the precipitation method. The antibacterial properties of both HAp and 0,40 % Ag (I)-HAp powders as well as coated dentin discs were investigated against to S. Mutans, C. Albicans and E. Coli bacteria, which are the most common cause of tooth decay. Also in this study, the possibility of degradation of HAp based particles on dentin surfaces was investigated. Morphological and structural changes of dentin samples were investigated with FTIR and SEM analyzes. Also cytotoxicity analysis was used to determine toxicological changes. Both the HAp and 0.40 % Ag(I)-HAp particles were found to had a large coating on the dentine surfaces. It was observed that the degradation process applied on the surface did not cause any structural and morphological changes in the samples and did not cause toxic effect. However, according to the antibacterial analysis, it was observed that the coating materials would provide an antibacterial effect. As a result, it was concluded that HAp and 0.40 % Ag(I)-HAp biomaterials can be an advantageous material for dentin-tubule occlusion in the treatment of dentin hypersensitivity.