Biyomimetik yöntemle yeni nesil dental restoratif malzemelerin üretimi

Abstract

Dişlerde meydana gelen çürükler ve çeşitli rahatsızlıklar hem genel sağlığımızı hem de estetiği olumsuz yönde etkilediğinden, çürüğün erken teşhis ve tedavisi son derece önemlidir. Günümüzde kavite açılmış dişlerdeki madde kaybını gidermek için en çok kullanılan restoratif dolgu maddeleri dental kompozitler olup, bu malzemelerden klinik olarak beklenen talepler giderek artmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında, görünüm ve mekanik özellikler bakımından doğal dişe benzer dental restoratif malzemeler üretilmiştir. Üç aşamadan oluşan tez çalışmasının ilk aşamasında destekleyici faz sistemleri üretilmiştir. Kompozitlerin sertlik ve sağlamlığından sorumlu olan destekleyici faz sistemleri olarak silika, zirkonya, silika/zirkonya nanokümeleri ve titanya kullanılmıştır. Zirkonya ve titanyanın yüksek opasite değerlerine sahip olmaları nedeniyle, bu yapıların ana faz olarak kullanıldığı kompozitler başarısız olmuştur. Buna karşın geleneksel kompozitlerde olduğu gibi silikanın destekleyici faz olarak kullanıldığı kompozit malzemeler klinik beklentiyi karşılamada yeterli olmuştur. Silika/zirkonya nanokümelerinin destekleyici faz olarak kullanıldığı kompozit sistemleri ise hem mekanik hem de estetik açıdan üstün özellikler sergilemişlerdir. Çalışmamızda antibakteriyel ajan olarak makro boyutta ergitilmiş metaloksi florür seramikleri yerine, kimyasal çöktürme metodu ile mikron boyutunda üretilmiş Al-Sr-oksiflorür ve Al-Sr-Si-oksiflorür bileşikleri ilk kez destekleyici faz sistemi olarak kullanılmıştır. Bunun yanı sıra hidroksiapatit esaslı destekleyici faz sistemlerinin restoratif kompozitlerde kullanımını içeren çeşitli çalışmalar yapılmış olmasına karşın, biyomimetik çöktürme yöntemi kullanılarak sentetik vücut sıvılarında sentezlenmiş hidroksiapatit seramikleri ilk kez destekleyici faz sistemi olarak kullanılmıştır. Çalışmamızın ikinci aşamasında destekleyici faz ve organik matriks monomerleri arasında sürekliliği sağlamak üzere destekleyici faz sistemleri, bir organosilan bileşiği olan 3-metakriloksipropiltrimetoksi silan ile modifiye edilmiştir. Böylelikle antimikrobiyal ajan ilavesi ile üretilen kompozit sistemlerinin mekanik özelliklerinin korunması sağlanmıştır. Bilindiği üzere diş oluşumu sırasında hidroksiapatit seramikleri kollajen lifleri üzerinde kalsifiye olmakta ve her iki bileşen arasında doğal bir bağlanma meydana gelmektedir. Mevcut çalışmada bağlayıcı ajanların kullanımı ile bu mekanizma taklit edilmiş ve bağlayıcı ajan kullanılmayan kompozitlere kıyasla daha üstün mekanik özelliklere sahip kompozit sistemleri elde edilmiştir. Tez çalışmasının üçüncü aşaması kompozit malzemelerin üretimini içermektedir. Kompozit malzemelerde organik matriks olarak BisGMA, BisHEMA, UDMA ve TEGDMA monomerleri kullanılmıştır. Çalışmalarda TEGDMA'nın yüksek oranda kullanılması ile ticari kompozitlere kıyasla yüksek oranda monomer dönüşümü sağlanmış ve böylelikle üretilen kompozitlerin biyouyumlulukları da geliştirilmiştir. Organik matriks yapısında fotobaşlatıcı olarak kamforkinon ve ışın kaynağı olarak mavi-LED cihazı kullanılmıştır. Fotopolimerizasyon tekniği kullanılarak kürleştirilen kompozit malzemeler; mekanik (basma, eğme, sertlik), kimyasal (monomer dönüşüm yüzdesi), fiziksel (kürleme derinliği, büzülme, emilim, çözünürlük, iyon salımı) ve biyolojik (antimikrobiyal etki, sitotoksisite) özellikleri belirlenmiş ve sonuçlar değerlendirilmiştir. Çalışmamızda antimikrobiyal özellik kazandırılmış kompozit malzemelerin, ticari eşdeğerleri ile kıyaslandığında mekanik, kimyasal ve fiziksel özellikler bakımından daha üstün özellikler sergilediği belirlenmiştir. Böylelikle "ikincil çürük oluşumunun önlenmesi", "çeşitli biyoaktif ajanlarla (hidroksiapatit gibi) biyouyumluluğun geliştirilmesi", "mekanik, fiziksel ve kimyasal özelliklerin korunması" gibi klinik beklentileri karşılayan, yeni nesil dental restoratif malzemelerin üretimi mümkün olmuştur. Türkiye'de medikal malzemeler üretimindeki sıkıntılar göz önüne alınarak, mevcut çalışmada medikal sektöre yönelik, ticarileşme potansiyeli bulunan ve yenilikçi özellikler taşıyan dental dolgu malzemeleri üretilmiştir. Sonuç olarak bu malzemelerin ülkemizde üretimine olanak tanınması durumunda mevcut diş hekimliği alanına yeni bir ürün sağlanacak ve böylelikle istihdama katkı yapılmasının yanı sıra teknolojik gelişmelere fırsat sağlanacağını düşünmekteyiz.