Plazma polimerizasyon tekniği ile farklı yüzey kararlılığı oluşturulan tip 4 titanyum implant materyaline 2 farklı yüzey enerjisine sahip oral streptokokların in vitro adezyonunun incelenmesi

Abstract

Çalışmamızda tiyol içerikli monomer ile plazma polimerizasyon yönteminin, implant materyali olarak sıklıkla kullanılan tip 4 saf titanyum üzerine uygulanabilirliği ve yüzey özelliklerinin değiştirilmesiyle biyofilm ve bakteri tutulmasına etkisi incelenmiştir.Çalışmamızda tip 4 titanyum metali kullanılmıştır. 6 mm çapında, 2 mm kalınlığında olmak üzere 88 adet titanyum disk hazırlanmış, bütün örneklere elmas solusyonu ile polisaj işlemleri uygulanmıştır. Oluşturulan grupların her birinde 22 adet titanyum disk bulunmaktadır. Örneklerden 88 tanesi farklı koşullarda plazma polimerasyon yöntemiyle modifiye edilmiştir. Kontrol grubu 22 adet polisajlı Ti disklerden oluşmaktadır. Her gruptan rastgele 2 örnek seçilerek yapay salya içinde bekletilmiştir. Örneklerin tükürük öncesi ve sonrası yüzey analizleri XPS, AKM ve temas açısı ölçümleri yapılmıştır. Yüzey pürüzlülükleri ve oluşan film tabakasının kalınlığı AKM cihazı kullanılarak ölçülmüştür. Temas açısı ölçümleri için OCA 20 temas açısı ölçüm sistemi kullanılarak damlacık profil fotoğrafları çekilmiştir. OCA temas açısı programı ve bilgisayar kullanılarak fotoğrafların incelemesi yapılmıştır. 20 örnekten oluşan her grup 2 alt gruba ayrıldı ve örnekler S. mutans ve S. sanguis grubu streptokok içeren süspansiyon içerisinde 72 saat inkübe edilmiştir. Yüzeyler üzerinde nicel inceleme koloniforming unit yöntemi kullanılarak yüzeye yapışan canlı bakteriler sayılmıştır.Plazma polimerizasyon uygulanan örneklerde, cilalı titanyum yüzeyinden daha düşük yüzey pürüzlülük değeri görülmüştür. Temas açısı ölçümlerine dayanarak cilalı titanyum yüzeyine göre daha hidrofilik bir yüzey meydana geldiği tespit edilmiştir. Yüzey kaplaması uygulanan örneklerde bakteri tutulumundaki azalma istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur.S. mutans ve S. sanguisin yüzeye bağlanması değerlendirildiğinde, yüzey kaplaması yapılan bazı örneklerde beklenenin aksine plak oluşumunda belirgin azalma görülmüştür. Bakteri tutulumundaki bu beklenmeyen azalma, daha çok reaktif titanyum oksit yüzeyinin maskelenmesi ile açıklanmış, yüzey enerjisi ile ilişkilendirilememiştir. Aynı zamanda Ti oksit tabakanın örtülü olması ve stabil, çözünmeyen bir yüzeyin oluşturulması gibi etkenlerin yüzey enerjisi faktöründen daha etkili olabileceği gösterilmiştir.

The aim of this in vitro study was to evaluate the applicability of the plasma polymerization technique with monomer containing thiol functional group on frequently used titanium implant biomaterial surfaces and the effect of the surface modification on microorganism adhesion.The study was performed using grade 4 commercial type (cp-Ti) pure titanium. A houndred and ten samples in 6 mm diameter and 2 mm height were prepared and each sample surfaces were metallographically polished with a diamond paste. 88 of these samples were modified with the plasma polymerization technique under different conditions. Control group was polished Ti surfaces consisted of 22 samples. In each group 2 samples selected randomly and immersed in artificial saliva. Before and after immersion samples surface analyzed with XPS, AFM, and contact angle measurements. Surface roughness and film thickness were determined by using atomic force microscopy. Contact angle measurements were performed with the sessile drop method using the OCA 20 contact angle system. Thereby, a video camera equipped with an image analyser visualizes the shape of the drop and the contact angle. The corresponding picture is saved in the computer and the contact angle is determined by software. 20 samples of each group divided 2 subgroups and incubated 72 hours with S. mutans and S. sanguis bacteria. Quantitative analysis of living bacteria adhered surfaces was performed using a colonyforming unit counting(CFU/ml).The study determined that plasma polymerized sample surfaces were smoother than the uncoated sample surfaces. Also, improvements in the hydrophilic character on modified titanium were determined by the contact angle measurements. The reduction of microorganism adhesion was significant on coated surfaces.In evaluation of adhesion of S. mutans and S. sanguis, contrary to expectations significant reduction of biofilm formation was seen on some of the samples. The unexpected reduction of bacterial adhesion was explained by covered reactivated Ti oxide surface, not related with surface energy. Also factors like covered Ti oxide surface and formation of stable, insoluble surfaces were reported more effective than surface energy.