Çok katmanlı biyofonksiyonel dental membranların tasarımı ve üretimi
Design and fabrication of multilayered biofunctional dental membranes
- Tez No: 936724
- Danışmanlar: PROF. DR. CEM BÜLENT ÜSTÜNDAĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Bioengineering, Biotechnology, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyoteknoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 102
Özet
Dental membranlar, diş cerrahisi uygulamalarında öngörülebilir kemik grefti uygulamalarında, kemik defektlerinin doldurulmasında kullanılmakta ve dental implant yerleştirilmesini sağlamaktadır. Yapılacak uygulamaya göre emilebilir ve emilemeyen membranlar kullanılabilmektedir. Bu çalışmada üretilmiş olan dental membran, diğer tedavi yöntemlerinin eksiklikleri göz önünde bulundurularak defektlerin doldurulması sonrası destek sağlayan, kemik iyileşmesini destekleyen ve bakteri üremesini engelleyen çift katmanlı bir yapıya sahiptir. İskele yapısı oluşturulurken FDA onaylı, emilebilir ve biyouyumlu polimerler kullanılmıştır. Dental membran, elektroeğirme yöntemiyle üretilen, nanofiber bir yapıya sahip, çift katmanlı bir yapıdan oluşmaktadır. İlk katman Poli-vinil alkol (PVA), hidroksiapatit ve kolajen, ikinci katman ise Poli-kaprolakton (PCL) ve kolajen içermektedir. Çift katmanlı yapıya sahip olması, katmanların bozunma sürelerinin ayarlanmasına yardımcı olacak ve kontrollü bir tedaviye katkıda bulunacaktır. Hidroksiapatit; dişte, dentin ve mine yapısında ve kemiklerde yer alır. Ek olarak hem kemiğin hem de dişlerin ana bileşeni ve temel mineralidir. Çok iyi bir biyouyumluluğa sahip olduğundan günümüzde dental tedavilerde kemik yerine yaygın olarak kullanılabilen bir malzemedir. Bu çalışmada üretimi yapılan membran iskelesine antibakteriyel özellik kazandırmak amacıyla, çift katman üzerine PVA ve amoksisilin çözeltisi ile elektrosprey uygulanmıştır. Bu yöntem sayesinde dental membran, tedavi sırasında enfeksiyon riskini de önleyecektir. Topikal bir uygulama olan bu yöntem ile ilaç düşük dozlarda kullanılacak ve tedavide kullanılan ilacın sebep olduğu yan etkiler azaltılacaktır. Dental membran üretiminde emilebilir polimerler kullanıldığından dolayı, uygulama yapıldıktan sonra ek bir cerrahi işleme gerek kalmadan tedavi tamamlanacaktır. Bu da hastanın yaşam kalitesini olumlu yönde etkilerken tedavi süresini kısaltacak ve ekonomik açıdan hastanın yükünü azaltacaktır. Dental membranın üretimi tamamlandıktan sonra, yapısı moleküler etkileşim (FTIR), mekanik (çekme mukavemeti testi), morfolojik (mikroskop), bakteriyel analiz ve in-vitro sitotoksisite dahil olmak üzere çeşitli teknikler kullanılarak analiz edilmiştir. Çift katmanlı membran yapısı için yapılan SEM analizinde yapının nanofiber yapıda olduğu, lif çaplarının eşit ve homojen dağılım gösterdiği görülmüştür. Ayrıca iki membran katmanının uyumlu bir şekilde bir araya geldiği ve katmanlar arasında bir bağlanma olduğu görülmektedir. Çift katmanlı membran üzerine elektrosprey yöntemi ile oluşturulmuş olan antibakteriyel ilaç yüklü parçacıklı yapılar, SEM yöntemi ile incelenmiştir ve uygun şekilde üretildiği görülmüştür. Mekanik testler incelendiğinde, çift katmanlı yapının yaklaşık 15 Newton kuvvet için dayanımına sahip olduğu ve yüksek yük taşıma kapasitesinin olduğu görülmektedir. Ortalama gerinim değeri %25.24 olarak ölçülmüş olup bu değer, membranın esnek yapıda olduğunu göstermektedir. Membran yapısının her bir katmanı için yapılan analizlerde, yapının mekanik olarak uygun olduğu ve dental membran uygulamalarında yeterli olacağı ve kullanılabileceği görülmüştür. Membran yapısının zamanla su tutma kapasitesinin yaklaşık %100 'e kadar hızla arttığı ve sonrasında stabilizasyonunun sağlandığı görülmüştür. Ayrıca elektrospreylenmiş amoksisilin parçacıklı çift katmanlı membran için yapılan ilaç salım profili incelendiğinde, başlangıçta ilk 50 dakikada ilacın hızlı şekilde salımının gerçekleştiği sonrasında yavaşlayarak azaldığı ve dengeye ulaştığı gözlemlenmiştir. Membranın, Gram pozitif ve gram negatif bakterilere karşı oluşturduğu zon çaplarının tutarlı olduğu ve bakteriler üzerindeki etkisi kanıtlanmıştır. Ayrıca üretilmiş membranların hem ayrı ayrı hem de çok katmanlı yapısıyla birlikte hücresel biyouyumluluk ve sitotoksisite profilleri ayrıntılı olarak incelenmiştir. PCL/Col membranı ve PVA/Col/HAp membranlarının ayrı ayrı da biyouyumlu olduğu ve bunun yanında PCL/Col-PVA/Col/HAp-PVA/Amoks. grubu membran yapısının %140'a yakın hücre canlılığı değeriyle en yüksek proliferasyonu gösterdiği görülmüştür. Sonuç olarak, üretimi yapılmış olan çok katmanlı biyofonksiyonel membranın hücresel büyüme ve yapışma için uygun ortamı sağladığı kanıtlanmıştır. Bu çalışma, araştırmacılara gelecekteki çalışmalar için bir temel oluşturmayı amaçlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Dental membranes are used in dental surgery applications in predictable bone grafting applications, filling bone defects and dental implant placement. Depending on the application, resorbable and non-resorbable membranes can be used. Considering the shortcomings of other treatment methods, the dental membrane produced in this study has a double-layered structure that provides support the defects after filling, supports bone healing and prevents bacterial growth. FDA approved, resorbable and biocompatible polymers were used to create the scaffold structure. The dental membrane consists of a double-layered structure with a nanofiber structure produced using the electrospinning method. The first layer contains polyvinyl alcohol (PVA), hydroxyapatite and collagen, and the second layer contains polycaprolactone (PCL) and collagen. The double-layered structure will help to control the degradation times of the layers and contribute to a controlled treatment. Hydroxyapatite is present in teeth, dentin and enamel structure and bones. In addition, it is the main component and essential mineral of both bone and teeth. Since it has very good biocompatibility, it is a material that can be widely used instead of bone in dental procedures today. In this study, electrospray with PVA and amoxicillin solution was applied on the double layer to provide antibacterial properties for the membrane scaffold produced in this study. In this way, the dental membrane will also prevent the risk of infection during treatment. With this method, which is a topical application, drug will be used in low doses and the side effects caused by the drug will be reduced. Since absorbable polymers are used in the production of dental membranes, the treatment will be completed without the need for additional surgical procedure after the application. This will positively affect the patient's quality of life, shorten the duration of treatment and reduce the patient's economic burden. After completing the manufacturing of dental membrane, its structure was analyzed using various techniques, including molecular interaction (FTIR), mechanical (tensile-strength test), morphological (microscope), bacterial analysis and in-vitro cytotoxicity. In the SEM analysis for the double-layer membrane structure, it was observed that the structure has a nanofiber structure, and the fiber diameters are equal and homogeneously distributed. It is also seen that the two membrane layers come together harmoniously and there is a bonding between the layers. The antibacterial drug-loaded particulate structures formed on the double-layer membrane by electrospray method were examined by SEM method and it was seen that they were produced appropriately. When the mechanical tests are examined, it is seen that the double-layer structure has a strength of approximately 15 Newton force and has a high load carrying capacity. The average strain value was measured as 25.24% and this value shows that the membrane is flexible. The analysis for each layer of the membrane structure showed that the structure is mechanically suitable and will be sufficient and can be used in dental membrane applications. It was observed that the water retention capacity of the membrane structure increased rapidly over time to approximately 100% and then stabilized. In addition, when the drug release profile of the electrosprayed amoxicillin particle double-layer membrane was examined, it was observed that initially the drug was released rapidly in the first 50 minutes, then it slowed down and reached equilibrium. Also, the zone diameters of the membrane against Gram-positive and Gram-negative bacteria were consistent and the effect on bacteria was proven. In addition, the cellular biocompatibility and cytotoxicity profiles of the produced membranes, both individually and together with the multilayer structure, were examined in detail. It was observed that PCL/Col membrane and PVA/Col/HAp membranes were also biocompatible separately, while the PCL/Col-PVA/Col/HAp-PVA/Amox. group membrane structure showed the highest proliferation with a cell viability value close to 140%. As a result, it has been proven that the fabricated multilayer biofunctional membrane provides a suitable environment for cellular growth and adhesion. This study aims to provide researchers with a basis for future studies.
Benzer Tezler
- Construction of bifunctional substitute for osteochondral tissue engineering
Osteokondral doku mühendisliği için bifonksiyonel doku eşleniği tasarımı
DENİZ BAŞÖZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
BiyoteknolojiAcıbadem Mehmet Ali Aydınlar ÜniversitesiMedikal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DENİZ YÜCEL
PROF. DR. VASIF HASIRCI
- Kıkırdak doku mühendisliği uygulamaları için biyofonksiyonel doku iskelesi üretimi
Production of biofunctional scaffolds for cartilage tissue engineering applications
HİLAL YILMAZ
Doktora
Türkçe
2025
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEM BÜLENT ÜSTÜNDAĞ
- Composite boron doped hydroxyapatite-tricalcium phosphate/alginate/gelatin hydrogel coating on titanium implants: Osseointegration and immunomodulation study
Kompozit bor ile katkılandırılmış hidroksiapatit-trikalsiyum fosfat/aljinat/jelatin hidrojel ile titanyum implantların kaplaması: Osseoentegrasyon ve immünomodulasyon çalışması
AHMET ENGİN PAZARÇEVİREN
Doktora
İngilizce
2022
BiyomühendislikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEN TEZCANER
PROF. DR. ZAFER EVİS
- Piezoelectric properties of polyelectrolyte multilayer films
Çok katmanlı polielektrolit filmlerin piezoelektrik özellikleri
ÖZLEM SEVER
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKNUR BAYRAM
YRD. DOÇ. İREM EREL GÖKTEPE