3D electron microscopy investigations of human dentin and ion beam irradiation effect on biocompatible anatase TiO2 using Focused Ion Beam based techniques
İnsan dentinin 3D elektron mikroskobu incelemeleri ve biyouyumlu anataz TiO2 üzerinde iyon demeti ışınlama etkisi odaklanmış iyon demeti dayalı teknikleri kullanılarak'
- Tez No: 418675
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ALİ GÜLGÜN, DR. MELTEM SEZEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 97
Özet
Bu çalışmanın kavramı, dentinin üç boyutlu yeniden yapılandırma mikro ve nano boyutta, hem de ayrıca galyum odaklı iyon ışını tarafından ışınlama etkilerini anataz TiO2 yüzeyinde ve modifikasyonu içerir. Bu aşamada Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Raman spektroskopisi ve Enerji Dağılım Spektroskopisi (EDS) vasıtasıyla modifiye yüzeyin farklı yönlerini araştırıldı. Yukarıda bahsedilen girişimlerin bir çift ışınlı sistemi kullanılarak gerçekleştirilebilir. Şu cihaz yüksek çözünürlüklü taramalı elektron mikroskobu (HR-SEM), odaklanmış iyon demeti (FIB), element analizi detektörü (EDS) ve gaz enjeksiyon sistemiyle (GIS) oluşmuş. Ancak, iyon demeti ışınlama faydalı değişiklikler sürece bazı eserlere malzemenin yüzeyinde neden oluyor Özellikle biyo-uyumlu TiO2 olarak malzemeler üzerinde. Bu nedenle, bu çalışmada, avantajlar yanında bu tür sınırlamalar göz önünde alındı. Bu çalışmanın ilk bölümünde, yüksek çözünürlüklü elektron mikroskopi teknikleri (Odaklı İyon Işın (FIB), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Yüksek Çözünürlüklü Transmisyon Elektron Mikroskobu (HRTEM)), yüksek çözünürlüklü ve doğruluk ile insan dentinin içindeki mikro ve nano özellikleri ortaya çıkardı. Numuneler, bir çift ışınlı cihazda FIB tabanlı gelişmiş nanostructuring işlemleri kullanılarak hazırlanmıştır. Ilgili ikincil elektron (SE) görüntü tomografları FIB dilim serisi görüntüleri istifleme suretiyle mikro-boyutlu dentin tübüllerini izlenmesi için elde edildi. Halbuki FIB yapılandırılmış pin-benzeri örnekler nano kollajen fibriller gözlemlemek için TEM de incelenmiştir. Tamamlayıcı analiz mikroyapı ve detaylı olarak üç boyutlu insan dentinin morfolojisini ortaya çıkarmak için yardımcı olur. Çalışmanın ikinci bölümünde, yüzey morfolojisi ve mikrostructure evrimi düşük enerji iyon ışınlama anataz TiO2 üzerinede FIB ile incelenmiştir. Gözenek oluşumu yoluyla pürüzlendirme bir yüzey birleşme ve sonunda nanoneedle oluşumu, TiO2 yüzeyi üzerinde uyarılmıştır. Nanoneedle oluşum mekanizması incelenmiştir. Ek olarak, Doğrudan öğütme sırasında galyum implantasyonu, Oksijen boşluk oluşumunu ve amorfizasion Raman ve EDS analizleriyle ortaya çıkdı. Gaz destekli gravür Bu çalışmada araştırıldı.
Özet (Çeviri)
The essence of this study, in addition to the three dimensional image reconstruction of human dentin microstructure in micro and nano size; involves irradiation effects and modification of anatase TiO2 surface by gallium focused ion beam, the various properties of modified surface were investigated by means of Scanning Electron Microscopy (SEM), Raman spectroscopy and Energy Dispersive Spectroscopy (EDS). The aforementioned procedures can successfully be carried out using a dual-beam system consisting of high-resolution scanning electron microscope (HR-SEM), focused ion beam (FIB) columns, attachments such as gas injection systems (GIS), and detectors for elemental analysis (EDS). However, the ion beam irradiation causes some artifacts along with other beneficial modifications on material's surface especially on biocompatible materials such as TiO2. Therefore, in this study we considered the limitations as well as the advantages of using focused ion beam for nanostructuring, ion implantation etc. In the first part of this study, high-resolution electron microscopy techniques, such as Focused Ion Beam (FIB), Scanning Electron Microscopy (SEM) and High Resolution Transmission Electron Microscopy (HRTEM) revealed micro and nano features within human dentin with high definition and accuracy. The samples were prepared using FIB based advanced nanostructuring processes in a dual-beam instrument. The related secondary electron (SE) image tomographs were acquired by means of stacking the images from FIB slice-series for monitoring micro-sized dentinal tubules, whereas FIB-structured pin-like samples were investigated at the TEM to observe the collagen fibrils at the nanoscale. The complementary analysis helped to reveal the microstructure and morphology of human dentin in three dimensions in detail. In the second part of the study, surface morphology and microstructural evolution upon low energy ion irradiation of anatase TiO2 were investigated by in situ focused Ga+ ion beam/scanning electron microscopy. A surface roughening through pore formation, coalescence and eventually nanoneedle formation were induced on TiO2 surface. The mechanism of nanoneedle formation was investigated. In addition, Raman spectroscopy and EDS analysis of irradiated surface revealed the gallium implantation during direct milling. Gas assisted etching was investigated in this study in order to reveal the enhancement of surface milling in presence of assisting gas.
Benzer Tezler
- Kanser tedavisi için nanopartiküllerin kullanıldığı hipertermi ve fototermal tedavi sistemlerinin geliştirilmesi
Development of hyperthermia and photothermal therapy systems for cancer therapy using nanoparticles
BEHZAD NASSERI
Doktora
Türkçe
2016
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERHAN BİŞKİN
- Propolis katkılı sodyum aljinat doku iskelelerinin üç boyutlu baskı teknolojisi kullanılarak üretimi, karakterizasyonu ve antibakteriyel aktivitesinin incelenmesi
Fabrication, characterization and investigation of antibacterial activity of propolis-substituted sodium alginate tissue scaffolds using three dimensional printing technology
KÜBRA ARANCI ÇİFTÇİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEM BÜLENT ÜSTÜNDAĞ
DOÇ. DR. MUHAMMET UZUN
- Kriyojel ve transwell sisteminde üç boyutlu (3B) plasenta modelinin oluşturulması ve etkinliğinin araştırılması
Construction of a three dimention (3D) placenta model on cryogel and transwell systems and investigation of its efficiency
ÜMMÜGÜL GÖZLEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyolojiHacettepe ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYSUN KILIÇ SÜLOĞLU
- Poli (bütilenadipat-ko-tereftalat) (PBAT)-bazlı nanotopografik fibröz doku iskelelerinin üretimi ve hücresel davranışların incelenmesi
Production of poly (Buthyleneadipate-co-terephthalate) (PBAT)-based nanotopographic fibrous tissue scaffolds and investigation of cellular behaviors
ZEYNEP İLHAN
Doktora
Türkçe
2024
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
- Deniz-türevi moleküllerin nörovasküler etkilerinin 3b mikro çerçeve ko-kültür modellerinde incelenmesi
Investigation of neurovascular effects of marine-derived molecules in 3d micro frame co-culture model
İREM POLAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Biyoteknolojiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiNanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞADİYE EMEL SOKULLU