Lazerle implant yüzeylerin yapılandırılması

Abstract

İmplant malzemelerin yüzey topografisini değiştirmek hücre-implant etkileşiminde önemli rol oynamaktadır. Bu tezde, implant malzeme olarak kullanılma potansiyeline sahip Al2O3 kaplı cam slaytların ve Titanyum plakların yüzeyleri lazerle yapılandırılmıştır. Bu yüzeyler iki farklı yöntem kullanılarak yapılandırıldı. İlk olarak, Ti-Safir lazer ve Nd:YAG lazer kullanılarak Al2O3 kaplı cam slaytların yüzeyi matris formunda spotlar halinde yapılandırıldı. Elde edilen yüzeylerin analiz sonuçları değerlendirildiğinde, hem kaplaması zarar görmemiş hem de istenen nano ve mikro yapıları barındıran lazerle işlenmiş yüzey seçildi. Bu yüzeyler üzerine İnsan göbek bağı endotel (HUVEC: Human umbilical vein endothelial cell) hücreleri ekildi ve davranışları incelendi. İkinci olarak; Michelson interferometre sistemi ve 532 nm dalga boylu nano-saniye Nd:YAG Lazer kullanılarak geliştirilen iki-ışın girişim yöntemi ile periyodik yüzey yapıları üretilmiştir. Al/Al2O3 iki-fazlı malzeme üzerinde oluşturulan bu saçakların periyotları kolaylıkla kontrol edilebilir. Farklı periyotlara sahip yüzeyleri içeren numuneler üzerine HUVEC hücreleri ekilerek işlenmiş ve işlenmemiş yüzeylerde hücrelerin davranışı incelenmiştir. İşlenmemiş yüzeyler ile karşılaştırıldığında, HUVEC hücrelerinin periyodik yapılar içeren yüzeylere daha iyi tutunduğu gözlenmiştir. Aynı yöntem ile Titanyum üzerinde de periyodik yüzeyler oluşturulmuştur. Anahtar Kelimeler: Hücre - İmplant Malzeme Etkileşimi, İki Işın Girişim Tekniği, Lazer İle Yüzey İşleme, Periyodik Yüzey Yapıları.

Change the surface topography of implant materials, plays an important role in cell-implant interactions. In this thesis, the surface of the titanium plates and the Al2O3-coated glass slides which have potential to can used as the implant materials were structured by laser. Firstly, the surface of the Al2O3 coated glass slides was structured as spots in matrix form using Ti-Sapphire laser and Nd-YAG laser. By evaluating of the analysis results of the obtained surfaces, the laser structured surface which has the desired nano-and micro-structures as well as undamaged coating was chosen. This surfaces were structured using two different methods. HUVEC (Human Umbilical Vein Endothelial Cell) cells were seeded on these surfaces and their behaviours were examined.Secondly, periodic surface structure were produced by two-beam interference method developed using Michelson interference system and wavelength of the 532 nm laser. Period of these fringes produced on Al/Al2O3 bi-phasic materials can be easily controlled. HUVEC cells were seeded onto the structures having different grating periods, and behaviour of these cells were examined. HUVEC cells adheres more well on the surfaces containing periodic structures according to the untreated surfaces. With the same method, on titanium surfaces were also formed periodical structures.Key Words: Cells - Implant Material Interaction, Two-Beam Interference Technique, Laser Surface Treatment, Periodic Surface Structures.