Geri Dön

Yeşil sentez gümüş nanopartikül katkılı nanofiber ile güçlendirilmiş polimetilmetakrilat (PMMA) rezin kompozitlerin üretilmesi ve antimikrobiyal ve mekanik aktivitelerinin değerlendirilmesi

Production of polimethylmethacrylate (PMMA) resin composites with green synthesis silver nanoparticles doped nanofiber and evaluation of their antimicrobial and mechanical activities

  1. Tez No: 890655
  2. Yazar: MERYEM ERDOĞDU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ALİ RIZA TUNÇDEMİR
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Diş Hekimliği, Dentistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Necmettin Erbakan Üniversitesi
  10. Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Protetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Protetik Diş Tedavisi Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 113

Özet

3D üretim tekniği, dental protez kaideleri de dahil olmak üzere çeşitli dental bileşenlerinin üretimindeki potansiyel uygulamaları nedeniyle diş hekimliğinde büyük ilgi görmektedir. 3D ile üretilen protez kaide rezinlerinin geleneksel ve CAD-CAM PMMA polimerlerine kıyasla daha düşük mekanik dayanım gösterdiği bilinmektedir. Ayrıca, 3D yazdırılmış protez kaide rezinlerinde diğer malzemelere kıyasla C.albicans adezyonunun artma potansiyeli bilinmektedir ve bu da biyofilm oluşumu konusunda endişe yaratmaktadır. 3D yazdırılmış PMMA protez kaide malzemeleri diş hekimliğinde yenilikçi olanaklar sunarken, mekanik özellikler ve biyofilm oluşumu gibi sınırlamaları ele alınarak klinik uygulamaya başarılı bir şekilde entegre olmalarını sağlamak büyük önem arz etmekdir. 3D baskıyı da içeren eklemeli üretim tekniği, diş hekimliğinde geleneksel çıkarmalı üretim yöntemlerine bir alternatif sunarak, gelişmiş özelleştirme ve hızlı geri dönüş sürelerine sahip hasta özelinde cihazların üretilmesine olanak tanımaktadır. Ayrıca, dental protez kaidelerine nanofiber veya nanogümüş gibi materyallerin eklenmesine yönelik gelişmeler, protez kaide malzemelerine dahil edilmesini sağlayarak materyalin mekanik ve antibakteriyel olarak desteklenmesi açısından potansiyel faydalar sunmaktadır. 3D yazıcı ile üretilen PMMA protez kaide materyalleri üzerine yapılan araştırma bulgularının sentezi sonucunda, klinik uygulamada protez kaidelerinin performansını ve uzun ömürlülüğünü artırmak için nanofiber ve nanogümüş maddelerinin dahil edilme potansiyelinin dikkate alınmasının önemini vurgulanmaktadır. Gümüş nanopartiküller (AgNP), üstün antibakteriyel aktiviteleri sebebiyle yaygın olarak kullanım alanı bulmaktadır. Bununla birlikte, AgNP'lerin yüksek biyouyumluluğa sahip Polyvinylpyrrolidon (PVP) nanofiberlere katkılanması ve bu kompleksin de PMMA protez kaidelerine eklenmeleri, rezinin mekanik ve antibakteriyel özelliklerini desteklemesi acısından umut vadetmektedir. Gümüş nanopartiküller için yeşil sentez yöntemlerinin kullanımı, çevre dostu yapıları nedeniyle dikkat çekmektedir. Yeşil sentez gümüş nanopartiküllerin nanofiberlere katkılanması ile PMMA rezin kompozitlerinin sentezi, geliştirilmiş antimikrobiyal ve mekanik aktivitelere sahip malzemeler oluşturmak için umut verici bir yaklaşım sunmaktadır. Bu çalışma, bitki ekstraktları kullanılarak sentezlenen gümüş nanopartiküllerin, elektroeğirme yöntemi ile üretilen nanofiberlere yüklenmesi ve bu nanofiberlerin 3D PMMA rezinlerine katkılanması ile elde edilen yeni bir malzemenin antimikrobiyal ve mekanik özelliklerini incelemeyi amaçlamaktadır. Yapılan tez çalışması kapsamında; bitki ekstraktları kullanılarak AgNP sentezinin ve karakterizasyonunun gerçekleştirilmesi, AgNP yüklü Polyvinylpyrrolidone (PVP) nanofiberlerin elektroeğirme yöntemi ile sentezi, AgNP katkılı PVP ile güçlendirilmiş PMMA rezin kompozitlerin üretilmesi, karakterizasyonu, mekanik ve antimikrobiyal testlerin yapılması temel hedef olarak belirlendi. Bu amaç doğrultusunda, AgNP'ler Thymus sp. (kekik) bitki ekstraktları kullanılarak oda sıcaklığında yeşil sentez ile elde edildi. PVP ve farklı konsantrasyonlarda AgNP katkılı PVP nanofiberleri elektroeğirme yöntemiyle üretildi. Farklı oranlarda PVP/AgNP nanofiber katkılı 3D PMMA dental protez kaidesi üretildi. Elde edilen numuneler farklı analiz yöntemleri kullanılarak karakterize edildi. 3 nokta eğilme testi ile numunelerin eğilme dayanımı hesaplandı. Malzemelerin renk bakımından klinik olarak kabul edilebilirliği, CIEDE2000 formülüyle hesaplandı. Numunelerin C. albicans'a karşı sergilemiş olduğu antimikrobiyal aktiviteleri belirlendi. Sonuç olarak; AgNP'lerin sentez sırasında oluşumları UV-Vis analizi ile doğrulandı. XRD analizi ile nanopartiküllerin kristal yapıları ortaya çıkarıldı. Ayrıca AgNP içeriğinin artmasıyla birlikte geniş piklerin azaldığı tespit edildi. Sentezlenen AgNP'ler FTIR spektroskopisi kullanılarak analiz edildi. Sentezlenen AgNP'lerin FTIR spektrum analizi, kekik ekstraktının aktif biyomoleküller içerdiğini ve bunların AgNP sentezi sırasında Ag⁺ iyonlarının biyo-indirgenmesini kolaylaştırdığını gösterdi. Nanofiberli kompozitlerde PVP matrisi ile AgNP'ler arasında moleküler etkileşimlerin varlığı ortaya kondu. AgNP'lerin genel olarak küresel formda ve homojen bir dağılım gösterdiği FESEM analizi ile tespit edildi. AgNP oranı arttıkça nanofiber ortalama çaplarının küçüldüğü belirlendi. Ayrıca, nanofiberlerin eşit uzunluklarda parçalanarak homojen bir şekilde rezin içerisinde dağıtıldığı ortaya çıkarıldı. EDS spektrum analizi ile AgNP'lerde elementer gümüş sinyallerinin varlığı tespit edildi. Ayrıca, AgNP'lerin nanofiberlere katkılanmaları doğrulanmış olup aynı zamanda nanofiberler içerisinde AgNP'lerin homojen bir dağılım gösterdiği ortaya çıktı. Zeta potansiyel analizi ile AgNP'lerin kolloidal olarak stabil oldukları ortaya koyuldu. TGA analizleri ile, PVP nanofiberlerinde AgNP konsantrasyonu arttıkça termal bozunma miktarının arttığı gözlemlendi. 3 nokta eğilme testi sonucunda maksimum kuvvet uzama değerleri elde edildi. Buna göre AgNP'lerin rezinde esneme miktarını arttırdığını gösterdi. Yeşil sentezlenmiş AgNP'lerin maksimum kuvvette bir düşüşe sebebiyet verdikleri görüldü, AgNP katkılı PVP nanofiberlerin ise tam tersi olarak maksimum kuvvette rezin örneğine göre önemli bir artışa sebep olduğu gözlendi. 3 nokta eğilme testi ile, yeşil sentezlenmiş AgNP'lerin eğilme dayanımında bir düşüşe sebebiyet verdiği diğer yandan AgNP katkılı PVP nanofiberlerin ise eğilme dayanımını rezin örneğine göre istatiksel olarak önemli bir oranda arttırdığı tespit edildi. Renk analizi ile, PVP ve AgNP konsantrasyonları arttıkça, klinik olarak kabul edilebilir renk değişim eşiğinin geçildiği görüldü. Temas açısı ölçümü ile, AgNP konsantrasyonunun artması ile rezin temas açısınının küçüldüğü tespit edildi. Ayrıca, antimikrobiyal aktivitenin AgNP konsantrasyonu ile arttığı görüldü. Numunelerin C. albicans inhibisyon değerleri sonucunda, modifiye edilen rezin örneklerinin C. albicans'a karşı değişen derecelerde inhibisyon sergilediği gösterildi. AgNP ve PVP'nin PMMA rezin matrisine dahil edilmesinin, modifiye edilmemiş PMMA rezine kıyasla, antifungal özelliklerini geliştirdiği görüldü.

Özet (Çeviri)

The 3D manufacturing technique is of great interest in dentistry due to its potential applications in the production of various dental components, including dental prosthetic bases. 3D-produced denture base resins are known to exhibit lower mechanical strength compared to conventional and CAD-CAM PMMA polymers. Furthermore, 3D printed denture base resins are known to have the potential for increased C. albicans adhesion compared to other materials, which raises concerns about biofilm formation. While 3D printed PMMA denture base materials offer innovative possibilities in dentistry, it is important to address limitations such as mechanical properties and biofilm formation to ensure their successful integration into clinical practice. Additive manufacturing, including 3D printing, offers an alternative to traditional subtractive manufacturing methods in dentistry, enabling the production of patient-specific devices with enhanced customization and fast turnaround times. Furthermore, advances in the incorporation of materials such as nanofibers or nanosilver into dental prosthetic bases offer potential benefits in terms of mechanical and antibacterial support of the material, enabling its incorporation into prosthetic base materials. The synthesis of research findings on 3D printed PMMA prosthetic base materials highlights the importance of considering the potential of incorporating nanofiber and nanosilver materials to improve the performance and longevity of prosthetic bases in clinical practice. Silver nanoparticles (AgNPs) are widely used due to their superior antibacterial activity. However, the doping of AgNPs into highly biocompatible Polyvinylpyrrolidone (PVP) nanofibers and the addition of this complex to PMMA denture bases is promising in terms of supporting the mechanical and antibacterial properties of the resin. The use of green synthesis methods for silver nanoparticles has attracted attention due to their environmentally friendly nature. The synthesis of PMMA resin composites with nanofiber doped with green synthesis silver nanoparticles offers a promising approach to create materials with improved antimicrobial and mechanical activities. This study aims to investigate the antimicrobial and mechanical properties of a new material obtained by loading silver nanoparticles synthesized using plant extracts into nanofibers produced by electrospinning and doping these nanofibers into 3D PMMA resins. Within the scope of the thesis study, the main objectives of the study were the synthesis and characterization of AgNP using plant extracts, synthesis of AgNP loaded Polyvinylpyrrolidone (PVP) nanofibers by electrospinning method, production, characterization, mechanical and antimicrobial tests of AgNP doped PVP reinforced PMMA resin composites. For this purpose, AgNP was obtained by green synthesis at room temperature using Thymus sp. (thyme) plant extracts. PVP and PVP doped with different concentrations of AgNP were produced by electrospinning method. PVP/AgNP doped 3D PMMA dental prosthesis base with different ratios was produced. The obtained samples were characterized using different analysis methods. 3-point bending test was used to calculate the bending strength of the specimens. The clinical acceptability of the materials in terms of color was calculated with the CIEDE2000 formula. The antimicrobial activity of the samples against C.albicans was determined. In conclusion; the formation of AgNPs during synthesis was confirmed by UV-Vis analysis. XRD analysis revealed the crystal structures of the nanoparticles. It was also found that the broad peaks decreased with increasing AgNP content, indicating the success of mixed spinning of AgNP and PVP. The synthesized AgNPs were analyzed using FTIR spectroscopy. FTIR spectrum analysis of the synthesized AgNPs showed that thyme extract contained active biomolecules, which facilitated the bio-reduction of Ag⁺ ions during AgNP synthesis. The existence of molecular interactions between the PVP matrix and AgNPs in nanofiber composites was revealed. It was determined by FESEM analysis that AgNPs generally showed a spherical form and homogeneous distribution. It was determined that the average diameter of the nanofibers decreased as the AgNP ratio increased. It was also revealed that the nanofibers were homogeneously distributed in the resin by fragmenting in equal lengths. EDS spectrum analysis revealed the presence of elemental silver signals in AgNPs. Furthermore, the doping of AgNPs into nanofibers was confirmed and it was also revealed that AgNPs were homogeneously distributed in the nanofibers. Zeta potential analysis revealed that AgNPs were colloidally stable. TGA analysis showed that the amount of thermal degradation increased with increasing AgNP concentration in PVP nanofibers. As a result of 3-point bending test, maximum force elongation values were obtained. According to this, AgNPs increased the amount of flexing in the resin. Green synthesized AgNPs caused a decrease in the maximum force, while AgNP doped PVP nanofibers caused a significant increase in the maximum force compared to the resin sample. The 3-point flexural test showed that the green synthesized AgNPs caused a decrease in flexural strength, while the AgNP-doped PVP nanofibers statistically significantly increased the flexural strength compared to the resin sample. Color analysis showed that as PVP and AgNP concentrations increased, the clinically acceptable color change threshold was exceeded. By contact angle measurement, it was determined that the resin contact angle decreased with increasing AgNP concentration. Measurement of antimicrobial activity showed that antimicrobial activity increased with AgNP concentration. The C.albicans inhibition values of the samples showed that the modified resin samples exhibited varying degrees of inhibition against C.albicans. Incorporation of AgNP and PVP into the PMMA resin matrix was found to improve the antifungal properties compared to unmodified PMMA resin.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    705147

    Ballıbaba özütü ile yeşil sentezlenmiş gümüş nanopartikül katkılı plga elektrospin nanofiber ve sütür üretimi, karakterizasyonu ve antibakteriyel aktivitesinin incelenmesi

    Fabrication, characterization and examination of antibacterial activitiy of plga electrospun nanofiber and suture comprising green synthesized silver nanoparticles using lamium galeobdolon extract

    EDANUR KORKMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Mühendislik BilimleriNecmettin Erbakan Üniversitesi

    Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET AVCI

  2. Tez No

    681748

    Gümüş nanopartikül içeren polimer esaslı antibakteriyel nanoliflerin elektrospin yöntemiyle üretimi

    Production of polymer based antibacterial nanolifs with silver nanoparticle by electrospin method

    TANSU SAYGILI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Kimya MühendisliğiKonya Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EROL PEHLİVAN

  3. Tez No

    855423

    Meyan kökü ile enkapsüle edilmiş gümüş nanopartiküllü PLGA yara örtüsü

    PLGA wound dressing with silver nanoparticles encapsulated with licorice root

    MEHMET EMİN ŞENOL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Mühendislik BilimleriEge Üniversitesi

    Biyomedikal Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AYŞE MALBORA

  4. Tez No

    705124

    Kekik özütü kullanarak yeşil sentezlenmiş gümüş nanopartikül katkılı PCL/PLA nanokompozit fiber üretimi, karakterizasyonu ve antibakteriyel etkisinin araştırılması

    Fabrication, characterization and investigation of antibacterial effect of PCL/PLA nanocomposite fiber comprising green synthesized silver nanoparticles using thyme extract

    CANSU GÜNEŞ ÇİMEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Mühendislik BilimleriNecmettin Erbakan Üniversitesi

    Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET AVCI

  5. Tez No

    760982

    Nanopartikül katkılı nanoliflerin elektroeğirme yöntemiyle üretilmesi, karakterizasyonu ve antimikrobiyal aktivitesinin belirlenmesi

    Production, characterization and determination of antimicrobial activity of nanoparticle-doped nanofibers by electrospinning method

    MELİS FERAY AYHAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Gıda MühendisliğiMersin Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HACI İBRAHİM EKİZ

Geri Dön