Endodontik siman uygulamaları için gadolinyum katkılı biyoaktif cam sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of gadolinium-doped bioactive glass for endodontic cement applications
- Tez No: 995612
- Danışmanlar: PROF. DR. ERKAN KOÇ, DR. ÖĞR. ÜYESİ AMEER NAJAH AL-HUMAIRI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Metalurji Mühendisliği, Engineering Sciences, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Biyoseramikler, Cam seramikler, Bioceramics, Glass ceramics
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, gadolinyum katkılı sol-jel biyoaktif cam tozlarının sentezi, fizikokimyasal karakterizasyonu ve endodontik uygulaması ile bunların deneysel kalsiyum silikat bazlı endodontik simanlara dahil edilmesini rapor etmektedir. Dört cam bileşimi hazırlanmıştır: katkısız kontrol (S1) ve gadolinyum nitratın kalsiyum nitratın bir kısmını içerdiği üç Gd içeren varyant (S2–S4). Jeller yaşlandırıldı, kurutuldu termal işlemden geçirildi (700 °C) ve cam-seramik tozları elde edildi. Kapsamlı malzeme karakterizasyonu, DTA–TGA, XRD, FTIR, SEM–EDX, Kokubo simüle vücut sıvısında (SBF) in vitro biyoaktivite testi, pH ve ağırlık kaybı izleme ve iyon salınımı/apatit oluşumu değerlendirmesini içermektedir. Tozlar, kalsiyum silikat ve karboksimetil selüloz ile birlikte endodontik simanlara formüle edildi. En iyi performans gösteren formülasyon, %2-6 ağırlıkça çok duvarlı karbon nanotüpler (MWCNT) ile daha da güçlendirildi ve priz alma davranışı, akışkanlık, film kalınlığı, çözünürlük (ISO 6876), Enterococcus faecalis'e karşı antibakteriyel aktivite, insan dişeti fibroblastları ile sitouyumluluk (MTT, ISO 10993-5), kırılma direnci ve itme bağlanma mukavemeti açısından değerlendirildi. XRD ve FTIR, SBF daldırma üzerine karbonatlı hidroksiapatit geliştiren ağırlıklı olarak amorf camları doğruladı; düşük Gd yüklemeleri (S2) apatit oluşumunu korudu veya hafifçe artırdı, daha yüksek Gd seviyeleri (S3–S4) ise HA kristalizasyon kinetiğini yavaşlattı. SEM–EDX, tipik sol–jel kaynaklı gözenekli morfolojiler ve daldırma sonrası Ca–P bakımından zengin bir yüzey tabakasının oluşumunu gösterdi; ölçülen Ca/P oranları biyolojik apatitinkine yakındı ve daha yüksek Gd içeriği ile hafifçe azaldı. Gd ilavesi camın çözünmesini hızlandırdı ve SBF'de daha büyük pH artışları ve daha fazla ağırlık kaybı üretti, bu da daha fazla depolimerize cam ağı ile tutarlıydı. Siman testleri, hem katkısız hem de Gd katkılı formülasyonlar için klinik olarak kabul edilebilir prizlenme süreleri, akış ve film kalınlığı gösterdi; Gd ilavesi prizlenme süresini hafifçe artırdı ve akışı azalttı. CNT takviyesi, kırılma direncini ve mikromekanik performansı iyileştirdi ve optimum değer %4 ağırlıkça CNT idi; ancak, %4 ağırlıkça üzerindeki CNT'ler hücre canlılığını ve antimikrobiyal etkinliği azalttı. MTT testleri, %4 ağırlıkça CNT içeren formülasyonların büyük ölçüde biyouyumlu kaldığını (≥~79% canlılık), %6 ağırlıkça formülasyonların ise sınırda sitotoksisite ürettiğini gösterdi. Antibakteriyel agar difüzyon testleri, CNT içermeyen simanda en yüksek inhibisyonu gösterdi ve CNT içeriği arttıkça kademeli bir azalma gözlendi, bu da CNT'lerin iyon salınımı kaynaklı antimikrobiyal etkiyi engellediğini düşündürdü. Genel olarak, sol-jel yoluyla sentezlenen gadolinyum katkılı biyoaktif camlar biyoaktivitelerini korumuş ve ayarlanabilir çözünme ve mekanik özelliklere sahip biyoaktif endodontik simanların üretilmesini sağlamıştır. Dengeli bir Gd konsantrasyonu ve orta düzeyde CNT yüklemesi (≈%2-4 ağırlıkça) biyoaktivite, kullanım, mekanik takviye ve hücre uyumluluğu arasında en iyi dengeyi sağlamış ve terapötik ve mekanik işlevleri bir araya getiren klinik endodontik dolgu maddelerinin daha da geliştirilmesi için umut verici olmuştur.
Özet (Çeviri)
This study reports the synthesis, physicochemical characterization, and endodontic application of gadolinium-doped sol–gel bioactive glass powders and their incorporation into experimental calcium-silicate-based endodontic cements. Four glass compositions were prepared: an undoped control (S1) and three Gd-containing variants (S2–S4) in which gadolinium nitrate partially substituted calcium nitrate. Gels were aged, dried, and thermally treated (700 °C) to yield glass-ceramic powders. Comprehensive materials characterization included DTA–TGA, XRD, FTIR, SEM–EDX, in vitro bioactivity testing in Kokubo simulated body fluid (SBF), pH and weight‑loss monitoring, and ion-release and apatite-formation assessment. The powders were formulated into endodontic cements together with calcium silicate and carboxymethyl cellulose. The best-performing formulation was further reinforced with multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) at 2–6 wt.% and evaluated for setting behavior, flow, film thickness, solubility (ISO 6876), antibacterial activity against Enterococcus faecalis, cytocompatibility with human gingival fibroblasts (MTT, ISO 10993‑5), fracture resistance and push-out bond strength. XRD and FTIR confirmed predominantly amorphous glasses that developed carbonated hydroxyapatite upon SBF immersion; low Gd loadings (S2) preserved or slightly enhanced apatite formation, whereas higher Gd levels (S3–S4) slowed HA crystallization kinetics. SEM–EDX showed typical sol–gel-derived porous morphologies and formation of a Ca–P-rich surface layer after immersion; measured Ca/P ratios were close to those of biological apatite and decreased slightly with greater Gd content. Gd substitution accelerated glass dissolution and produced larger pH increases and greater weight loss in SBF, consistent with a more depolymerized glass network. Cement tests demonstrated clinically acceptable setting times, flow and film thickness for both undoped and Gd-doped formulations; Gd addition modestly increased setting time and reduced flow. CNT reinforcement improved fracture resistance and micro-mechanical performance, with an optimum at 4 wt.% CNT; however, CNTs above 4 wt.% reduced cell viability and antimicrobial efficacy. MTT assays indicated that formulations with up to 4 wt.% CNTs remained largely biocompatible (≥~79% viability), while 6 wt.% produced borderline cytotoxicity. Antibacterial agar-diffusion tests showed the highest inhibition with the CNT-free cement, with a progressive reduction as CNT content increased, suggesting that CNTs impeded ion-release-driven antimicrobial action. Overall, gadolinium-doped bioactive glasses synthesized via sol–gel retained bioactivity and enabled the fabrication of bioactive endodontic cements with tunable dissolution and mechanical properties. A balanced Gd concentration and moderate CNT loading (≈2–4 wt.%) provided the best compromise between bioactivity, handling, mechanical reinforcement, and cytocompatibility, indicating promise for further development toward clinical endodontic sealers with combined therapeutic and mechanical functionalities.
Benzer Tezler
- Soğuk atmosferik plazma ile yüzey uygulamasının fiber postların bağlanma dayanımı üzerine etkilerinin değerlendirilmesi
Assessment of surface treatment with atmospheric cold plasma on the bond strength of fiber post
ELİF ŞEYMA KABAN
- Oval kök kanallı dişlerde farklı ferrule uzunlukları ve estetik post uygulamalarının kök kırıklarına etkilerinin incelenmesi
Effect of ferrule preparation and aesthetic post systems on the facture resistance of teeth with oval root canals
AYGÜL SEVDA ATALAY
Doktora
Türkçe
2011
Diş Hekimliğiİstanbul ÜniversitesiProtetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BEGÜM AKKAYAN KESMEZACAR
- Türkiye'de diş hekimlerinin endodontik tedavi görmüş dişlerde üst restorasyon tercihlerinin ı̇ncelenmesi
Investigation of the coronal restoration preferred endodontically treated teeth of dentists in Turkey
SENA TOPALAN
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2021
Diş HekimliğiBolu Abant İzzet Baysal ÜniversitesiEndodonti Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZELİHA UĞUR AYDIN
- Diş hekimlerinin aşırı kron harabiyeti bulunan dişlerde post kor ve üst restorasyon tercihlerinin incelnmesi
Evaluation of post core and final restoration preferences in teeth with excessive crown destruction by dentists
METİN CAN ATİLLA
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2024
Diş HekimliğiAkdeniz ÜniversitesiEndodonti Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZNUR GÜÇLÜER
- Çeşitli post ve adeziv rezin siman uygulanan üst ön keser dişteki gerilme dağılımının üç boyutlu sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmesi
Analysis of stress distribution in a maxillary central incisor subjected to various post and adhesive resin cement applications by using a three dimensional finite element method
MEHMET SERKAN AKTUNA
Doktora
Türkçe
2013
Diş HekimliğiGazi ÜniversitesiEndodonti Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SİS DARENDELİLER YAMAN