Synthesis of bioactive glass ceramic for development of endodontic cement with various radio-opacifiers: In vitro characterization and biocompatibility evaluation
Farklı radyoopaklaştırıcılar kullanılarak endodontik siman geliştirilmesi için biyoaktif cam seramik sentezi: İn vitro karakterizasyon ve biyouyumluluk değerlendirmesi
- Tez No: 876967
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ERKAN KOÇ, DOÇ. DR. OLCAY ÖZDEMİR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 197
Özet
Seramik biyomalzeme bazlı diş simanları, endodontide faydalı bir teknoloji olarak kabul edilmektedir. Bunun nedeni, bu malzemelerin biyouyumlu olması, çevre dokular tarafından reddedilme riskini azaltması ve ayrıca antimikrobiyal ve sızdırmazlık özelliklerine sahip olmasıdır. Biyoaktif cam seramikler, kemik ve dişlerin mineralojik fazına benzerlikleri nedeniyle bu amaç için özellikle popülerdir ve bu, siman ile dentin arasındaki bağlantı açısından özellikle önemlidir. Ayrıca, endodontik malzemeler, kök kanal dolumlarının doğru radyografik değerlendirilmesine olanak tanımak için radyopasite göstermeli ve hazırlık ve yerleştirmeyi kolaylaştırmak için uygun bir zaman diliminde sertleşmelidir. Tek bir malzemenin tüm istenen özelliklere sahip olmaması nedeniyle, bu çalışma, endodontik simanlarda kullanılmak üzere uygun beş farklı bileşime sahip iki tür biyoaktif camın geliştirilmesini ve değerlendirilmesini amaçlamaktadır Biyoaktif cam, eriyik soğutma yöntemi kullanılarak sentezlendi. İlk yaklaşımda, K2B4O7 ile erime sıcaklığını düşürerek SiO2-CaO-Na2CO3-P2O5 bileşiminde bir biyoaktif cam seramik üretildi. X-ışını kırınımı (XRD) analizi, kristal bir faz olarak kombait (Na2Ca2Si3O9) tanımladı. İkinci yaklaşımda, akı olarak sodyum metaborat (NaBO2) kullanılarak Ca11Si4B2O22 bileşiminde bir biyoaktif cam seramik geliştirildi. Her iki biyoaktif cam için simüle edilmiş vücut sıvısında (SBF) yapılan in vitro biyoaktivite testleri, malzeme yüzeyinde karbonize hidroksiapatit oluşumunu gösterdi ve malzeme ilk iki gün içinde kristal fazdan amorf hidroksiapatit fazına dönüştü, bu da biyobozunurluğu gösterdi. Yüzey morfolojisini karakterize etmek ve hidroksiapatitin varlığını doğrulamak için taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) kullanıldı. Su, gliserin ve karboksimetilselülozdan oluşan bir hidrojel, hidrolik bir bağlayıcı ve siman oluşturmak için bizmut oksit, lantan oksit ve samaryum oksitle birleştirildi. Bileşimler çözünürlük, sertleşme süresi, pH, radyolojik görünüm, çözünürlük, biyouyumluluk ve antibakteriyel özellikler açısından test edildi. Gliserinin varlığı bileşimin çözünürlüğünü, sertleşme süresini ve akış özelliklerini olumsuz yönde etkiledi. pH değerlerinin 11'e yakın olması antibakteriyel özelliklere işaret etmektedir. Gerekli minimum radyopaklık, %20 bizmut oksit bileşimiyle elde edildi. Endodontik prosedürler için uygun bileşimler %10'dan fazla karboksimetilselüloz içeren çimentolarla sınırlıydı. Bi2O3, La2O3 ve Sm2O3'ün siman bazlı malzemelere eklenmesi mikroorganizma büyümesini engelleyebilir; Bi2O3 en etkili inhibitördür. Her iki simanda önemli antibakteriyel etkiler gösterdi; sodyum kalsiyum silikat çimentosu, CFU değerlerini azaltmada genel olarak kalsiyum borat silikat çimentosundan daha iyi performans gösterdi. Örnekler, tıbbi cihaz standartlarını aşan yüksek hücre canlılığı gösterdi. 'Genotoksisite Testi - In-vitro Comet Testi' tek hücreli DNA hasarı tespitini ve genotoksik etkileri belirlemedi.
Özet (Çeviri)
Ceramic biomaterial-based dental cements are considered a beneficial technology in endodontics. This is because these materials are biocompatible, reducing the risk of rejection by surrounding tissues, and they also possess antimicrobial and sealing properties. Bioactive glass ceramics are particularly popular for this purpose due to their resemblance to the mineralogical phase of bones and teeth, which is especially significant for the connection between cement and dentin. Furthermore, endodontic materials must exhibit radiopacity to allow for accurate radiographic assessment of root canal fillings, and they must set within an appropriate time frame to facilitate preparation and insertion. Since no single material possesses all desired properties, this study aims to develop and evaluate two types of bioactive glass with five different compositions suitable for use in endodontic cement. Bioactive glass was synthesized using the melt quenching method. In the first approach, a bioactive glass ceramic with the composition SiO2-CaO-Na2CO3-P2O5 was produced by lowering the melting temperature with K2B4O7. X-ray diffraction (XRD) analysis identified combeite (Na2Ca2Si3O9) as a crystalline phase. In the second approach, a bioactive glass ceramic with the composition Ca11Si4B2O22 was developed using sodium metaborate (NaBO2) as a flux. In vitro bioactivity tests in SBF for both bioactive glasses showed the formation of carbonized hydroxyapatite on the material surface and the material transformed from a crystalline phase to an amorphous hydroxyapatite phase within the first two days, also indicating biodegradability. Scanning electron microscopy (SEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) were used to characterize the surface morphology and confirm the presence of hydroxyapatite. Both bioactive glass ceramics showed antimicrobial properties against Enterococcus faecalis. A hydrogel made of water, glycerin, and carboxymethylcellulose was combined with bismuth oxide, lanthanum oxide, and samarium oxide to create a hydraulic binder and cement. The compositions were tested for solubility, setting time, pH, radiological appearance, solubility, biocompatibility, and antibacterial properties. The presence of glycerin negatively affected the composition's solubility, setting time, and flow properties. The pH values were close to 11, indicating antibacterial properties. The minimum required radiopacity was achieved with a 20% bismuth oxide composition. The compositions suitable for endodontic procedures were limited to cements containing more than 10% carboxymethylcellulose. The addition of Bi2O3, La2O3, and Sm2O3 to cement-based materials can inhibit microorganism growth, with Bi2O3 being the most effective inhibitor. Both cements showed substantial antibacterial effects, with sodium calcium silicate cement generally outperforming calcium borate silicate cement in reducing CFU values. The samples showed high cell viability, exceeding medical device standards. The 'Genotoxicity Test – In-vitro Comet Test' did not determine single cell DNA damage detection and genotoxic effects.
Benzer Tezler
- Synthesis and characterization of bone cement based on new bioactive glass ceramic with pmma materials
Pmma malzemeleri ile yeni biyoaktif cam seramik esaslı kemik çimentosunun sentezi ve karakterizasyonu
ANMAR FOUAD KADHIM IBADI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Metalurji MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALPER İNCESU
- Biyomedikal uygulamalar için kobalt/ bor eş katkılı 45S biyocamın sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of cobalt/boron co-added 45S biocam for biomedical applications
HATİCE GÜRDAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyomühendislikKarabük ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AMMAR ZEIDAN GHAILAN ALSHEMARY
DR. ÖĞR. ÜYESİ DAVER ALİ
- Bakır ve çinko içeren biyoaktif cam katkılı nanokompozit yapı iskelesi üretimi
Fabrication of nanocomposite scaffold with copper and zinc doped bioactive glasses
ZEYNEP ATASAYAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SADRİYE OSKAY
- Modifiye biyoaktif cam üretimi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of modified bioactive glasses
ALKIN ESKİMERGEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİYE ARABACI
- Çeşitli implantlarda kaplama malzemesi olarak biyoaktif camların araştırılması
Investigation of bioactive glasses as a coating material in various implants
LALE CİVAN
Doktora
Türkçe
2021
BiyoteknolojiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiBiyoteknoloji ve Biyogüvenlik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MACİD NURBAŞ