The effect of titanium surface topography on biocompatibility, hemocompatibility, and bacterial behavior
Titanyum yüzey topografisinin biyouyumluluk, kan uyumluluğu ve bakteri davranışına olan etkisi
- Tez No: 720091
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BORA GARİPCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Biyo-Medikal Mühendislik Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 61
Özet
Titanyum ve Titanyum alaşımları kardiyovasküler stentler, omur ve kalça implantları ve dişçilik gibi birçok biyomedikal uygulamada kullanılmaktadır. Titanyum ve alaşımları Titanyum'un mekanik, fiziksel ve biyolojik özelliklerinden dolayı tercih edilen biyomalzemelerdir. Titanyum korozyon rezistansı yüksek, biyouyumlu ve çeşitli alaşım seçeneklerine ek olarak yüzeyi farklı metotlarla işlenebilen bir malzemedir. Titanyum kendiliğinden biyouyumlu bir malzeme olmasına rağmen hücre ve malzeme etkileşimleri yüzey modifikasyonları ile geliştirilebilmektedir. Literatürdeki araştırma çalışmalarından bilinmektedir ki malzeme yüzeyi ile hücre, bakteri ve protein etkileşimleri malzemelerin yüzey topografilerinden etkilenmektedir. Yüzey özellikleri, topografi, pürüzlülük, serbest yüzey enerjisi ve ıslanabilirlik hücre tepkisini değiştirmektedir. Bu tez çalışmasında, parlatılmış, zımparalanmış, lazer ile çizgi ve ızgara şeklinde işlenmiş dört farklı yüzey, biyouyumluluk, kan uyumluluğu, malzeme yüzey karakterizasyonu ve biyofilm oluşumu açılarından incelenmiştir. Tüm yüzeyler hidrofilik özellik göstermiştir. Fakat, zımparalanmış ve çizgi şeklinde işlenmiş yüzeylerin, parlatılmış ve ızgara şeklinde işlenmiş yüzeylerden daha hidrofilik olduğu görülmüştür. Parlatılmış yüzeylerde platelet aktivasyonu daha yüksek olmasına rağmen, tüm grupların ISO10993-4 standartlarına göre kan uyumlu olduğu görülmüştür. Fibroblast hücrelerinin yüzey tutunması ve canlılığı incelendiğinde dört yüzey arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark görülmemiştir. Bu sebeple, parlatılmış, zımparalanmış, lazer ile çizgi ve ızgara şeklinde işlenmiş dört farklı yüzeyin biyouyumluluklarınınn birbirinden farklı olmadığı sonucuna ulaşılmıştır. Yüzeylere bakteri tutunumu incelendiğinde gram pozitif S. aureus bakterilerinin parlatılmış yüzeye ve gram negatif E. coli bakterilerinin azalan sırada daha pürüzlü olan çizgi şeklinde işlenmiş, zımparalanmış ve ızgara şeklinde işlenmiş yüzeylere tutunmaya eğilim gösterdiği gözlemlenmiştir. Bu tez çalışmasında yüzey topografisini fiziksel olarak değiştirerek, hücrelerin malzemeye olan tepkisinin değiştirilebildiği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Titanium and Ti alloys are widely used in several biomedical applications including cardiovascular stents, shoulder, hip replacement and dentistry. Ti and its alloys are preferred biomaterials, due to their mechanical, physical and biological characteristics. Ti is a biocompatible material with high corrosion resistance and several methods are used to process the material in addition to various alloying options. Although, Ti is biocompatible by its nature, cell- material interactions can be improved by surface modification. It is known from the literature that the interactions between material surface and cells, bacteria and proteins are affected by the surface topography. The characteristics of the surface; topography, roughness, surface free energy and wettability alter the cellular response. In this thesis, four different Ti surfaces; polished, sandblasted, line and mesh structured surfaces which were processed with laser, were examined from the aspects of material surface characterization, biocompatibility, hemacompatibility, and biofilm formation. Polished, sandblasted, line and mesh structured surfaces showed hydrophilic characteristics. However, sandblasted and line structured surfaces as they represent higher roughness on the surface, are more hydrophilic than polished and mesh structured surfaces. From the aspect of hemacompatibility, it is shown that all 4 groups are blood compatible in accordance with ISO10993-4. Nonetheless, the platelet activation is shown to be higher on the polished surfaces. When the adhesion and viability of fibroblasts were examined on the surfaces, no significant difference was observed. Abundant number of cells were observed on each of the surfaces. Therefore, the difference of biocompatibility on the polished, sandblasted, line and mesh structured surfaces are shown to be insignificant. For the bacterial adhesion, gram positive S. aureus bacteria showed higher tendency for polished surface and gram negative E. coli bacteria show higher tendency for the rough surfaces line structured, sandblasted and mesh structured specimens in descending order. In this thesis, it is shown that by changing surface topography physically, cellular response to the material can be altered.
Benzer Tezler
- Metalik damar stentlerinde restenoz riskini azaltıcı ve doğal endotelizasyon hızlandırıcı yenilikçi kaplamalar
Innovative coatings for bare metallic vascular stents for reduction of restenosis and acceleration of natural endothelization
ÇAĞATAY YELKARASI
Doktora
Türkçe
2022
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- Biyomedikal uygulamalarda kullanılan Ti6Al4V alaşımının yüzey modifikasyonu ve in vitro biyoaktivitesinin incelenmesi
Surface modification and in vitro bioactivities research of Ti6Al4V alloys which is used for biomedical applications
HARİKA YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. A.BİNNAZ HAZAR YORUÇ
- Elektriksel kıvılcımla işlemede sinterlenmiş gümüş-hidroksiapatit toz katkılı elektrotların biyolojik uyumluluk üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of sintered silver-hydroxyapatite powder-added electrodes on biological compatibility in electrical discharge machining
DAMLA ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT EKMEKCİ
- Preventing biofilm formation on laser treated titanium implants
Lazer ile işleme tabi tutulmuş titanyum implantların yüzeylerınde bıyofılm oluşumunun engellenmesi
ARZU EROL
Doktora
İngilizce
2017
Biyomühendislikİstanbul ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLVEN MUTLU
- Biyouyumlu, çinko katkılı hidroksiapatit kaplanmış polietereterketon'un antibakteriyel ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Antibacterial and electrochemical properties of biocompatible, zinc-doped hyrdoxyapetite coated peek
BAŞAK GÜMÜŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Polimer Bilim ve TeknolojisiKocaeli ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİCE ÖZKAZANÇ