Tiyol içerikli plazma polimerizasyon tekniği ile yüzey koşulları değiştirilmiş titanyum implant materyalinin yüzey özelliklerinin ve bakteriyel tutuluma etkisinin incelenmesi

Abstract

Bu in vitro çalışmada tiyol içerikli monomer ile plazma polimerizasyon yönteminin, implant materyali olarak sıklıkla kullanılan titanyum üzerine uygulanabilirliği ve yüzey özelliklerinin değistirilmesiyle bakteri tutulmasına etkisinin incelemesi amaçlanmıştır.Çalışmamızda tip 4 titanyum metali kullanılmıştır. 4mm çapında, 1mm kalınlığında olmak üzere 20 adet titanyum disk hazırlanmış, bütün örneklere eşit koşullarda polisaj işlemleri uygulanmıştır. Örneklerden 10 tanesine aynı şartlarda olmak üzere plazma polimerizasyon yöntemi ile yüzey kaplaması uygulanmış, kalan 10 örnek kontrol grubu olarak kullanılmıştır. Yüzey pürüzlülükleri atomik kuvvet mikroskobu kullanılarak ölçülmüştür. Oluşan film tabakasının kalınlığı elipsometre kullanılarak belirlenmiştir. Temas açısı ölçümleri için damlacık profil fotoğrafları çekilmiştir. OCA temas açısı programı ve bilgisayar kullanılarak fotoğrafların incelemesi yapılmıştır. Farklı titanyum yüzeylerindeki bakteriyel kolonizasyonun incelemesi için örnekler mutans grubu streptokok içeren 5 ml süspansiyon içerisinde inkübe edilmiştir. Mikrokoloniler 2.5% gluteraldehit ile yüzeye fikse edilip, floresan mikroskopta incelenmek üzere 1% akridin turuncusu boyası ile 1 saat boyanmıştır. Mikroskop incelemesinde, her örneğin rastgele seçilen 5 bölgesinde, 40x büyütmede mikrokoloniler sayılmıştır.Plazma polimerizasyon uygulanan örneklerde, cilalı titanyum yüzeyinden daha düşük yüzey pürüzlülük değeri görülmüştür. Oluşan ince film tabakasının ortalama kalınlığı 49.4 nm olarak ölçülmüştür. 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.

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. Twenty discs of 4mm diameter and 1 mm height were prepared and each samples? surface was metallographically polished with a diamond paste. Ten of these samples were modified with the plasma polymerization technique under equal conditions. The remaining 10 samples of unmodified polished titanium were used as the control group. Surface roughness was determined by using atomic force microscopy. Thickness of the plasma polymerized film was measured by an ellipsometer. 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. In order to evaluate the bacterial colonization on different titanium surfaces, titanium discs were incubated in 5 ml of a suspension containing streptococcus mutans. Bacterial microcolonies were fixed in 2.5% glutaraldehyde followed by an additional fixation step in 1% Acridine Orange at room temperature for 1 hour. Quantitative analysis was performed using a fluorescence microscope. Samples were examined at 40-fold magnification and the number of microcolonies was determined on five randomly selected representative fields on each disc.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. After modification with the plasma polymerization technique, thickness of the plasma polymerized film was measured as 49.4 nm. The reduction of microorganism adhesion was significant on coated surfaces.