TiO2 katkılı antibakteriyel kulak kalıplarının 3D baskıyla üretilmesi: Biyolojik ve yapısal özelliklerinin incelenmesi
3D printing of TiO2-doped antibacterial ear molds: Investigation of their biological and structural properties
- Tez No: 998213
- Danışmanlar: PROF. DR. BÜLENT AKTAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biyomühendislik, Makine Mühendisliği, Biology, Bioengineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Harran Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomalzeme ve Doku Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
İşitme kaybı, bireylerin iletişim becerilerini, sosyal etkileşimlerini ve yaşam kalitesini doğrudan etkileyen yaygın bir sağlık sorunudur. İşitme cihazlarının klinik başarısı yalnızca elektronik bileşenlerin performansına değil, aynı zamanda kulak kanalı ile temas eden kulak kalıplarının anatomik uyumuna, mekanik özelliklerine ve biyolojik güvenliğine de bağlıdır. Uzun süreli kullanım sırasında kulak kanalının nemli yapısı, mikrobiyal kolonizasyon ve biyofilm oluşumu için elverişli bir ortam oluşturarak enfeksiyon riskini artırabilmektedir. Bu bağlamda, antibakteriyel özelliklere sahip, kişiye özel kulak kalıplarının geliştirilmesi büyük önem taşımaktadır. Bu tez çalışmasının amacı, Dijital Işık İşleme (DLP) tabanlı üç boyutlu baskı teknolojisi kullanılarak titanyum dioksit (TiO₂) nanopartikül katkılı, antibakteriyel ve biyouyumlu kulak kalıplarının üretilmesi ve bu yapıların yapısal, mekanik, termal ve biyolojik özelliklerinin kapsamlı biçimde incelenmesidir. Çalışma kapsamında anataz fazında ve ortalama 38 nm partikül boyutuna sahip TiO₂ nanopartikülleri, UV ile kürlenebilen biyouyumlu fotopolimer reçineye ağırlıkça %0–%3 aralığında ilave edilmiştir. Hazırlanan karışımlar manyetik karıştırıcıda homojenize edilmiş ve DLP tabanlı 3B yazıcı ile kulak kalıbı ve test numuneleri üretilmiştir. Yapısal analizlerde SEM–EDX sonuçları, düşük ve orta TiO₂ katkı oranlarında nanopartiküllerin matris içerisinde nispeten homojen dağıldığını göstermiştir. FTIR analizleri, TiO₂ katkısına rağmen polimer matrisin kimyasal iskeletinin korunduğunu ve Ti–O/Ti–O–Ti titreşim bantlarının yapıya başarıyla entegre olduğunu ortaya koymuştur. TG/DTA analizlerinde tüm numunelerin çok kademeli termal bozunma davranışı sergilediği belirlenmiş; özellikle %0.25–%1 TiO₂ katkılı numunelerde ara bozunma sıcaklıklarının saf numuneye göre yaklaşık 10–14 °C daha yüksek değerlere kaydığı gözlenmiştir. Mekanik testlerde, saf numuneye kıyasla çekme dayanımı %0.75 TiO₂ katkılı numunede yaklaşık %9.2 oranında artarken, elastisite modülü %1 TiO₂ katkılı numunede yaklaşık %17.7 oranında yükselmiştir. Yüzey pürüzlülüğü değerleri ise saf numunede 2.131 µm iken, %0.75 TiO₂ katkılı numunede 0.313 µm seviyesine kadar düşmüştür. Biyolojik test sonuçları, TiO₂ katkılı kulak kalıplarının antibakteriyel ve antibiyofilm etkinlik gösterdiğini ve uygun katkı oranlarında sitotoksik etki oluşturmadığını ortaya koymuştur. Sonuç olarak bu çalışma, DLP tabanlı 3B baskı teknolojisi ile TiO₂ katkılı antibakteriyel kulak kalıplarının başarıyla üretilebileceğini ve özellikle %0.5–%0.75 TiO₂ katkı aralığının mekanik, termal ve biyolojik performans açısından optimum olduğunu göstermektedir. Gelecek çalışmalarda, uzun dönem klinik kullanım ve in vivo değerlendirmelerin yapılması önerilmektedir.
Özet (Çeviri)
Hearing loss is a widespread health problem that directly affects individuals' communication abilities, social interactions, and overall quality of life. The clinical success of hearing aids depends not only on the performance of electronic components but also on the anatomical compatibility, mechanical properties, and biological safety of ear molds that are in direct contact with the ear canal. During long- term use, the humid environment of the ear canal promotes microbial colonization and biofilm formation, increasing the risk of infection. In this context, the development of personalized ear molds with antibacterial properties is of great importance. The aim of this master's thesis is to fabricate titanium dioxide (TiO₂) nanoparticle-reinforced, antibacterial, and biocompatible ear molds using Digital Light Processing (DLP)-based three-dimensional (3D) printing technology and to comprehensively investigate their structural, mechanical, thermal, and biological properties. Within the scope of the study, anatase-phase TiO₂ nanoparticles with an average particle size of approximately 38 nm were incorporated into a biocompatible UV-curable photopolymer resin at weight ratios ranging from 0 to 3 wt%. The prepared resin–nanoparticle mixtures were homogenized using a magnetic stirrer and subsequently printed as ear molds and standard test specimens via a DLP- based 3D printer. Structural analyses using SEM–EDX revealed a relatively homogeneous distribution of TiO₂ nanoparticles within the polymer matrix at low and intermediate filler contents. FTIR analysis confirmed that the chemical backbone of the photopolymer matrix was preserved after TiO₂ incorporation, while characteristic Ti–O and Ti–O–Ti vibration bands verified the successful integration of nanoparticles into the structure. TG/DTA analyses demonstrated a multi-step thermal degradation behavior for all samples; notably, samples containing 0.25–1 wt% TiO₂ exhibited a shift of intermediate degradation temperatures to higher values by approximately 10–14 °C compared to the neat resin. Mechanical testing showed that the tensile strength increased by approximately 9.2% for samples containing 0.75 wt% TiO₂, while the elastic modulus increased by approximately 17.7% for samples with 1 wt% TiO₂ relative to the neat material. Surface roughness measurements indicated a significant reduction in roughness, decreasing from 2.131 µm for the neat resin to 0.313 µm for samples containing 0.75 wt% TiO₂. Biological evaluations demonstrated that TiO₂-reinforced ear molds exhibited antibacterial and antibiofilm activity without inducing cytotoxic effects at appropriate nanoparticle concentrations. In conclusion, this study demonstrates that DLP-based 3D printing is a viable and effective approach for producing TiO₂-reinforced antibacterial ear molds, and that a TiO₂ content in the range of 0.5–0.75 wt% provides an optimal balance between mechanical performance, thermal stability, and biological functionality. Future studies are recommended to focus on long-term clinical performance and in vivo evaluations.
Benzer Tezler
- Mn katkılı TiO2 ince filmlerin antibakteriyel özelliklerinin incelenmesi
Investigation of antibacterial properties of Mn doped TiO2 thin films
ÖMER BİÇER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiDicle ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HADİCE BUDAK GÜMGÜM
- Karbon katkılı TiO2 filmlerin antibakteriyel özellikleri
Antibacterial properties of carbon doped TiO2 films
SABA YAHYA SALIH AL HAJM
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mühendislik BilimleriZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiNanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NECATİ BAŞMAN
- Antibakteriyel Ag katkılı TİO2 nanoliflerin üretilmesi ve karakterizasyonu
Production and characterization of antibacterial Ag doped TİO2 nanofibers
RAMAZAN DİKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NALAN ÇİÇEK BEZİR
- Ti6Al4V alaşımları yüzeyinde Ag katkılı TiO2-bazlı nanotüp yapılarının üretimi, karakterizasyonu ve antibakteriyel özelliklerinin araştırılması
Fabrication, characterization and investigation the antibacterial properties of Ag doped TiO2- based nanotubes on Ti6Al4V alloys
MUHARREM SANCAK
- SiO2, TiO2, ZnO ve Ag katkılı manyetik çekirdek-kabuk yapılı nanokompozit katalizörlerin üretimi, karakterizasyonu, fotokatalitik ve antibakteriyel aktivitelerinin incelenmesi
Production and characterization of SiO2, TiO2, ZnO ve Ag doped magnetic core-shell nanochomposite catalysts, investigation of their photocatalytic and antibacterial activities
HAKAN KIZILTAŞ
Doktora
Türkçe
2018
Kimya MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TANER TEKİN