Sıralı nanoçubuklarla bezeli kolajen: Jelatin filmlerin osteoblast davranışına etkisinin araştırılması

Abstract

Yapılan etiyolojik çalışmalarda, diş implantlarının vücut tarafından ameliyat komplikasyonları, enfeksiyon, sigara kullanımı, ileri yaş ve aşırı yüklenme gibi nedenlerle reddedilme sıklığının dünya genelinde %10-20 arasında değiştiği belirtilmektedir. Bu yüksek reddedilme oranlarının altındaki temel neden maksilla ve mandibula ile implantın optimum seviyede bütünleşememesidir. Bu durumun oluşmasını engellemek için kullanılabilecek yöntemlerden birisi de implant yüzeyinin doğal dokuya benzerliğinin sağlanmasıdır. Dişin periodontal ligament yapısında bulunan Sharpey fiberleri incelendiğinde bu yapıların alveolar kemiğe dik olarak uzandığı ve kemik ile diş arasındaki bağlantıyı sağladığı tespit edilmiştir. Tezin ilk aşamasında Sharpey fiberlerini biyomimetik olarak taklit etmek için anodize alüminyum oksit (AAO) membranlar kullanılmıştır. İki aşamalı anodizasyon yöntemi ile üretilen ve kalıp olarak kullanılan AAO membranlardan, uygun konsantrasyon ve viskozitede kolajen:jelatin karışımından oluşan sıralı nanoçubuklarla bezeli yüzeyler elde edilmiştir. Kontrol grubu olarak düz silikon yongadan elde edilen ve nano yapıya sahip olmayan filmler ile nanoçubuk yapısına sahip filmler, stabiliteleri ve mekanik özellikleri açısından karşılaştırılmıştır. Nanoçubuklarla bezeli filmlerin karakterizasyonu taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ile yapılmıştır.Elde edilen kolajen:jelatin nanoçubuklarla bezeli olan ve olmayan filmler üzerinde SAOS-2 hücre hattının tutunum, çoğalma ve mineralizasyon davranışı incelenmiştir ve TCP yüzey ile karşılaştırma yapılmıştır. Hücreler üzerindeki kalsiyum ve fosfatın kantitatif analizi için EDX yöntemi kullanılmıştır. Çalışmalar sonucunda nanoçubuklarla bezeli filmler üzerinde hücre tutunumu yoksa nano yapının en fazla 24 saat; hücre tutunumu varsa en az 21 gün korunduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca, nanoçubuklarla bezeli filmlerin düz yapıdaki filmlere ve TCP yüzeye göre daha iyi tutunup çoğaldığı fakat daha az mineralize olduğu anlaşılmıştır.

The rejection rate of dental implants by human body for reasons such as surgery complications, infection, smoking, advanced age and overloading has changed by 10-20% around the world according to the etiological studies. The main reason behind these high reject rates is that the maxilla & mandible cannot integrate with the implant at an optimum level. One of the methods that can be used to prevent rejection is providing similarity of the implant surface to the natural tissue. When the Sharpey fibers in the periodontal ligament of the tooth were examined, it was found that these structures extended perpendicular to the alveolar bone and supplied the connection between the bone and the tooth. The first part of this thesis demonstrates the utilization of AAO membranes to simulate Sharpey fibers biomimetically. Ordered nanopillared surfaces with appropriate concentration and viscosity collagen:gelatin mixture were obtained from the AAO membranes used as a mold and manufactured by the two-step anodization method. Flat films handled as a control group were acquired from smooth silicon wafers and they were compared with nanopillar films in terms of their stability and mechanical properties. The characterization of nanopillar films was performed by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM).The adhesion, proliferation and mineralization behaviors of the SAOS-2 cell line on the collagen:gelatin nanopillar and flat films were investigated and compared with the TCP surface. The quantitative analysis of calcium and phosphate on cells were characterized by the EDX analysis. As a result of these studies, it was observed that if there is no cell adhesion on the nanopillar films, nano structure can be preserved for up to 24 hours. On the other hand, when there is cell adhesion, nanopillars are kept up for at least 21 days. In addition, it is understood that nanopillar films have better adhesion and proliferation than the flat films and TCP surface, but induce less mineralization.