Oksitlenmiş saf titanyum yüzeylerin çift katmanlı hidroksit tabakasıyla modifikasyonu ve antibakteriyel özelliklerinin incelenmesi
Modification of oxidized pure titanium surfaces with double-layered hydroxide layer and investigation of their antibacterial properties
- Tez No: 998579
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HASRET TOLGA ŞİRİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyokimya, Biyoteknoloji, Biyomühendislik, Biochemistry, Biotechnology, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Titanyum, Titanium
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Hacı Bayram Veli Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyokimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Biyomalzeme ilişkili enfeksiyonlar, implant yüzeyinde bakteriyel tutunma ve biyofilm oluşumu nedeniyle ortopedik implant başarısızlıklarının önemli bir nedenidir. Bu çalışmada, ortopedik implantlarda kullanılan titanyum (Ti) yüzeylerinin Ag+ salımı yapabilen Mg-Al çift katmanlı hidroksit (LDH) kaplaması ile modifiye edilerek antibakteriyel özelliklerinin artırılması amaçlanmıştır. Temel hipotez, anodik oksidasyon (AO) ile oluşturulan TiO2 nano-gözenekli/nanotüplü yapı üzerinde büyütülen Mg/Al LDH'nin Ag için bir rezervuar gibi davranarak kontrollü Ag+ salımı sağlayacağıdır. Ti plakalar, 0,1 M NH4F içeren etilen glikol elektrolitinde 20/40/60 V'da 5 dakika AO işlemine tabi tutulmuş; ardından 100 °C'de 24 saat hidrotermal koşullarda Mg/Al LDH kaplaması yapılmıştır. Ag yüklemesi, LDH kaplı yüzeylerin AgNO3 çözeltisinde 100 °C'de muamele edilmesiyle gerçekleştirilmiştir. Yüzeyler SEM, XRD, XPS ve temas açısı ölçümleriyle karakterize edilmiş; Ag salımı PBS'de 37 °C'de 24, 72 ve 168 saatlerde ICP-MS ile analiz edilmiştir. Antibakteriyel etkinlik, S. aureus (ATCC 29213) ile agar difüzyon testi ve bağıl inhibisyon alanı (RIA) üzerinden değerlendirilmiştir. SEM sonuçları artan voltajla gözenek çapı ve düzensizliğin arttığını göstermiştir. Ag içermeyen yüzeyler inhibisyon oluşturmazken, AO Ag grubunda voltaj artışıyla hafif bir RIA artışı gözlenmiştir. LDH Ag grubunda en yüksek antibakteriyel etki 60V LDH Ag numunesinde elde edilmiştir. PBS'de bekletme sonrası yalnızca 60V LDH Ag numunesi 24-168 saat aralığındaki inhibisyon zonu göstermiştir. ICP-MS verileri bu yüzeyin erken ve geç dönemlerde daha yüksek Ag salımı yaptığını doğrulamıştır. Sonuç olarak, AO LDH Ag ardışık modifikasyon stratejisinin uzamış Ag salımı ve sürdürülebilir antibakteriyel etki sağlayabildiği; özellikle 60V LDH Ag numunesinin en etkin yüzey olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Biomaterial-associated infections are a major cause of orthopedic implant failure due to bacterial adhesion and biofilm formation on the implant surface. This study aims to enhance the antibacterial properties of titanium (Ti) surfaces used in orthopedic implants by modifying them with a Mg-Al layered double hydroxide (LDH) coating capable of Ag+ ion release. The central hypothesis is that the Mg/Al LDH grown on the TiO2 nano-porous/nanotubular surface created via anodic oxidation (AO) acts as a reservoir for silver, providing controlled Ag+ release. Ti plates were subjected to AO at 20/40/60 V for 5 minutes in an ethylene glycol electrolyte containing 0.1 M NH4F, followed by hydrothermal Mg/Al LDH coating at 100 °C for 24 hours. Silver loading was achieved by treating the LDH-coated surfaces in an AgNO3 solution at 100 °C. Surfaces were characterized using SEM, XRD, XPS, and water contact angle measurements. Ag release was determined via ICP-MS in PBS at 37 °C at 24, 72, and 168-hour intervals. Antibacterial activity was evaluated against S. aureus (ATCC 29213) using the agar diffusion method and calculating the relative inhibition area (RIA).SEM findings showed that pore size and irregularity increased with higher voltage. While silver-free surfaces showed no inhibition, the AO Ag group exhibited a slight increase in RIA with increasing voltage. In the LDH Ag group, the highest antibacterial effect was obtained with the 60V LDH Ag sample. Following pre-incubation in PBS, 60V LDH Ag was the only sample to maintain an inhibition zone from 24 to 168 hours. ICP-MS results confirmed that this sample provided higher Ag release at both early and late stages. In conclusion, the sequential AO LDH Ag modification strategy develops surfaces capable of prolonged Ag release and sustainable antibacterial activity; specifically, the 60V LDH Ag surface was identified as the most effective modification.
Benzer Tezler
- Etkin osteointegrasyon amaçlı alümina membran ile kaplanmış titanyum implantların üretilmesi
Fabrication of alumina membrane coated titanium implants for effective osteointegration
PINAR ERTÜRK
Doktora
Türkçe
2025
BiyomühendislikTobb Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATİH BÜYÜKSERİN
- Comparıson of bıoactıvıtıes of Ti6Al4V ımplants after multıple surface treatments
Çoklu yüzey işlemleri uygulanan Ti6Al4V implantların biyoaktivitelerinin karşılaştırılması
NEŞE BENAY SEKEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN BAYDOĞAN
- B4c + Si ilaveli Tzm alaşımlarının spark plazma sinterleme (SPS) yöntemi ile tek adımda üretimi, karakterizasyonu ve oksidasyon direncinin geliştirilmesi
One step manufacturing, characterization and enhancement of oxidation resistance of B4c + Si added Tzm alloys by spark plasma sintering (SPS) method
MERT COŞKUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER
- Thermal and photocatalytic oxidation of carbon monoxide over titanium dioxide-effects of platinum deposition
Karbon monoksidin titanyum dioksit üzerinde termal ve fotokatalitik oksidasyonu-platin yüklemesinin etkileri
İSTEM ÖZEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DENİZ ÜNER
- Sentetik organik kirleticilerin katalitik ozonlamayla kimyasal oksidasyonu
Chemical oxidation of synthethic organic pollutants by catalytic ozonation
FATMA BEDÜK
Doktora
Türkçe
2010
Çevre MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET EMİN AYDIN