Kemik rejenerasyonu için metal oksit katkılı borotellüritesaslı yeni bir biyoaktif camın sentezi: Biyolojik ve mekaniközellikler
Synthesis of a novel metal oxide-doped borotellurite-basedbioactive glass for bone regeneration: Biological andmechanical properties
- Tez No: 1018407
- Danışmanlar: PROF. DR. BÜLENT AKTAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Harran Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, kemik rejenerasyonu uygulamalarında kullanılmak üzere SiO2 içermeyen borotellürit esaslı yeni biyoaktif cam sistemlerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda 45TeO2–20Na2O–10CaO–15P2O5–10B2O3 temel cam bileşimine %1,3,5,7 mol katkı oranlarında La2O3, Y2O3 ve ZrO2 katkıları ilave edilmiş ve camlar ergitme-döküm yöntemiyle üretilmiştir. Üretilen camların yapısal, fiziksel, optik, termal, elastik, mekanik, iyon salınımı, biyobozunma, hücre uyumu ve antibakteriyel özellikleri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. XRD ve FTIR analizleri, borotellürit esaslı cam ağ yapısının genel olarak korunduğunu; bununla birlikte metal oksit katkılarına bağlı olarak meydana gelen yapısal değişimler ve yerel kristalin faz oluşumlarının meydana geldiğini göstermiştir. UV-Vis sonuçları, katkı oksitlerinin optik bant aralığını azalttığını; buna karşın DTA analizleri ise katkılı camlarda termal kararlılığın arttığını ortaya koymuştur. Mekanik özellikler bakımından en belirgin iyileşme ZrO2 katkılı camlarda elde edilmiş; katkısız camda 60.374 MPa olan basma dayanımı, TBZ5 numunesinde 175.994 MPa değerine yükselmiştir. Bu sonuç, ZrO2 katkısının borotellürit camların yük taşıma kapasitesini artırmada etkili olduğunu göstermektedir. Biyolojik değerlendirmelerde, cam numunelerinin yapay vücut sıvısı içerisinde fosfat esaslı mineral fazlar oluşturabildiği belirlenmiştir. MC3T3-E1 osteoblast hücreleriyle yapılan canlılık analizlerinde Y2O3 katkılı camlar uzun süreli biyouyumluluk açısından öne çıkmış ve TBY1 numunesinde 30 gün sonunda %93.08 hücre canlılığı elde edilmiştir. Hücre adezyonu analizlerinde ise en yüksek tutunma oranı Y2O3 katkılı TBY7 numunesinde %83.33 olarak belirlenmiştir. Antibakteriyel testler, borotellürit esaslı camların Escherichia coli tutunmasını belirgin şekilde baskıladığını; AgNO3 ile yüzey modifikasyonunun ise Staphylococcus aureus tutunmasını azaltarak antibakteriyel etkinliği artırdığını göstermiştir. Sonuç olarak, La2O3, Y2O3 ve ZrO2 katkılı borotellürit biyoaktif camların mekanik, biyolojik ve antibakteriyel özelliklerinin katkı türü ve oranına bağlı olarak ayarlanabildiği belirlenmiştir. ZrO2 katkılı camlar mekanik dayanım, Y2O3 katkılı camlar uzun süreli hücre canlılığı ve kimyasal kararlılık, La2O3 katkılı camlar ise dengeli biyolojik yanıt ve antibakteriyel yüzey modifikasyonu açısından öne çıkmıştır. Elde edilen bulgular, metal oksit katkılı borotellürit cam sistemlerinin kemik rejenerasyonu, implant kaplamaları ve enfeksiyon riski azaltılmış biyomalzeme uygulamaları için umut verici adaylar olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis aimed to develop new SiO2-free borotellurite-based bioactive glass systems for bone regeneration applications. In this context, La2O3, Y2O3, and ZrO2 were added to the basic glass composition of 45TeO2–20Na2O–10CaO–15P2O5–10B2O3 at molar ratios of 1, 3, 5, and 7%, and the glasses were produced by the melt-casting method. The structural, physical, optical, thermal, elastic, mechanical, ion release, biodegradation, cellular compatibility, and antibacterial properties of the produced glasses were comparatively investigated. The structural, physical, optical, thermal, elastic, mechanical, ion release, biodegradability, cell compatibility, and antibacterial properties of the produced glasses were comparatively examined. XRD and FTIR analyses showed that the borotellurite-based glass network structure was generally preserved; however, structural changes and local crystalline phase formations occurred due to metal oxide additions. UV-Vis results revealed that the oxide additives reduced the optical band gap, while DTA analyses demonstrated improved thermal stability in the doped glasses. In terms of mechanical properties, the most pronounced improvement was obtained in ZrO2-doped glasses; the compressive strength increased from 60.374 MPa in the undoped glass to 175.994 MPa in the TBZ5 sample. This result indicates that ZrO2 addition is effective in enhancing the load-bearing capacity of borotellurite glasses. Biological evaluations showed that the glass samples were able to form phosphate-based mineral phases in simulated body fluid. Cell viability analyses using MC3T3-E1 osteoblast cells indicated that Y2O3-doped glasses exhibited superior long-term biocompatibility, with the TBY1 sample showing 93.08% cell viability after 30 days. In cell adhesion analyses, the highest adhesion ratio was obtained for the Y2O3-doped TBY7 sample, with a value of 83.33%. Antibacterial tests showed that borotellurite-based glasses markedly suppressed Escherichia coli adhesion, while AgNO3 surface modification reduced Staphylococcus aureus adhesion and enhanced antibacterial activity. In conclusion, the mechanical, biological, and antibacterial properties of La2O3-, Y2O3-, and ZrO2-doped borotellurite bioactive glasses can be tailored depending on the type and amount of the oxide additive. ZrO2-doped glasses were prominent in terms of mechanical strength, Y2O3-doped glasses in terms of long-term cell viability and chemical stability, and La2O3-doped glasses in terms of balanced biological response and antibacterial surface modification. The findings indicate that metal oxide-doped borotellurite glass systems are promising candidates for bone regeneration, implant coatings, and biomaterial applications with reduced infection risk.
Benzer Tezler
- Doğuştan kalça çıkıklı hastalarda kalça patolojilerinin bilgisayarlı tomografi ile değerlendirilmesi
Başlık çevirisi yok
NECDET ŞÜKRÜ ALTUN
- Gazi tipi eksternal fiksatörlerle yapılan uygulamalarda kırık hattındaki kompresyonun biyomekanik olarak“strain gage”lerle tayini
Başlık çevirisi yok
HÜSEYİN ŞENGÜL
- New algorithms and techniques for microprocessor-controlled PWM induction drives
Başlık çevirisi yok
OSMAN KÜKRER
Doktora
İngilizce
1987
Orta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Bazı baharat ve ekstraktlarının gıda zehirlenmesi yapan bakteriler üzerine antimikrobiyal etkileri
Başlık çevirisi yok
ŞAHİKA AKTUĞ
