Cam granül partiküllerinin protez kaide materyallerine fiziksel ve mikrobiyolojik etkilerinin araştırılması

Biyomateryaller; meydana getirdikleri doku etkileşimleri, biyoaktivite ve antimikrobiyal özellikleri nedeniyle tıpta ve dişhekimliğinde geniş bir uygulama alanı bulmuşlardır. Protez kaide materyali olarak kullanılan polimerler ise geniş bir klinik kullanım alanına sahiptir; ancak fiziksel ve mikrobiyolojik özellikleri yeterli değildir. Bu nedenle camların biyoaktiviteleri ve antimikrobiyal özelliklerinin, polimerlerin yüksek dayanıklılık özellikleri ile birleştirilerek modifiye edilmiş yeni bir materyalin üretilmesi fikri ortaya çıkmıştır. Ancak polimerlerin organik yapısı ile camların inorganik yapısı arasında kimyasal bağlantının direkt sağlanamaması nedeniyle cam granüllerinin silan ile kaplanması yoluyla bu iki materyal arasında bağlantı sağlanılması düşünülmüştür. Çalışmamızın amacı oluşturulan hibrid materyalde meydana gelen fiziksel ve mikrobiyolojik değişiklikleri tespit etmek, silanizasyonun cam granülleri üzerindeki etkisini incelemek ve hibrid materyalde kullanılacak uygun orandaki cam oranını saptamaktır. Yaptığımız in vitro çalışmada modifiye materyallerin su emilimleri, yatay dayanıklılıkları, elastisite modülleri, tokluk değerleri, çözünürlükleri, yüzey sertlik değerleri, yüzey adezyon değerleri ve kalsiyum fosfat oluşumları incelenip değerlendirilmiştir. Çalışmamızda örnekler cam içermeyen PMMA olan kontrol grubu, silanize olmayan biyoaktif cam içeren grup, silanize biyoaktif cam içeren grup, silanize olmayan inert cam içeren grup ve silanize inert cam içeren grup olmak üzere beş ana grup altında incelenmiştir. Her ana grup kuru ile yaş olmak üzere ikiye ayrılmış ve %3, %6, %9, %12 oranında cam içeren gruplara bölünmüştür. Bu şekilde toplam 34 grup elde edilmiş ve grup başına 8’er adet (n=8/grup) olmak üzere toplam 272 adet (N=272) örnek hazırlanmıştır. 315-1000 µm granül büyüklüğüne sahip biyoaktif cam ve inert cam granülü kullanılmış olup, cam granüllerinin silanizasyon işlemi %2’lik 3-Metakriloksipropiltrimetoksisilan ile gerçekleştirilmiştir. Fiziksel testler için örnekler ISO 1567 standartlarına uygun olacak şekilde hazırlanmıştır. Su emilimi testi için kuru örnek grupları 37±0,20C’de inkübatörde distile su içerisinde bekletilmiştir. 1., 2., 3., 7., 14., 21., 30., 45., 60. günlerde örnekler solüsyondan çıkarılarak yüzde ağırlık değişimleri (%±SS) kaydedilerek istatistiksel analiz yapılmıştır (UNIANOVA, Dunnett T3; α=0.05). Üç nokta eğme testi, hem kuru hem de yaş örnek grupları için universal test cihazında 5±1 mm/dk hızında gerçekleştirilmiştir. Üç nokta eğme testi sonucunda yatay dayanıklılık (MPa±SS), elastisite modülü (GPa±SS), tokluk değerleri (kPa±SS) kaydedilerek istatistiksel analiz yapılmıştır (Kruskal-Wallis, Mann Whitney; α=0.05). Su emilimi testi tamamlanmış, üç nokta eğme testleri gerçekleştirilmiş olan örnekler; çözünürlük testi için 800C’de kurutma makinasında bekletilmiş; 1., 2., 3., 5., 7., 9. günlerde yüzde ağırlık değişimleri kaydedilerek (%±SS) istatistiksel analiz yapılmıştır (Kruskal-Wallis, Mann Whitney; α=0.05). Yüzey sertlik testi için her gruptan bir örnek seçilip üç farklı noktadan ölçüm yapılmış ve Vickers sertlik cihazı kullanılmıştır. Sertlik değerleri kaydedilerek (VHN±SS) istatistiksel analiz yapılmıştır (Kruskal-Wallis, Mann Whitney; α=0.05). Yüzey adezyon testi için örnekler 5x10x3 mm ebatlarında kesilerek otoklavda sterilize edilmiştir. C. albicans ve S. mutans’ın besiyerlerinde üremeleri sağlanmıştır. DNA izolasyon kiti kullanılarak mikroorganizmaların DNA izolasyonları gerçekleştirilmiştir. Elde edilen mikroorganizma DNA’ları, Fusayama-Meyer yapay tükürük solüsyonunda Real-Time PCR cihazı kullanılarak analiz edilmiştir ve elde edilen değerler kaydedilmiştir. TEM incelemesi için 10 mm çapında 3 mm kalınlığında %12 oranında silanize ve silanize olmayan biyoaktif cam granülü içeren disk şeklinde PMMA örnekleri hazırlanmış ve Kokubo solüsyonunda bekletilen örnekler 1., 3., 5., 7. günlerde x35, x50, x200 ve x750 büyütme altında incelenmiştir. Çalışmamızda elde edilen sonuçlara göre, silanize olmayan cam granüllerinde çözünme gerçekleşmiş ve kullanılan cam oranının artması ile birlikte çözünme değerlerinde artış izlenmiştir. Silanizasyon sonrası kullanılan cam oranının artmasıyla cam granülleri ile birlikte polimerin de çözünmesinin azaldığı tespit edilmiştir. Üç nokta eğme testi sonuçlarına göre kuru örneklerde kullanılan cam oranının artmasıyla yatay dayanıklılık ve tokluk değerlerinin azaldığı, elastisite modülü değerlerinin arttığı izlenmiştir. Yaş örneklerde ise %3, %6, %9 oranlarında cam içeren gruplarda bu değerlerde bir azalma izlenmemekle birlikte, %12 oranında cam içeren örneklerin dayanıklılık değerlerinde bir miktar azalma tespit edilmiştir. Materyallerin yüzey sertlik sonuçları incelendiğinde hem kuru hem yaş örneklerde kullanılan cam oranının artmasıyla birlikte değerlerde artış gözlemlenmiştir. C. albicans için yüzey adezyon sonuçları değerlendirildiğinde cam varlığının fungus tutulumunu azalttığı tespit edilmiştir. Silanizasyon neticesinde ise en düşük yüzey adezyon değerleri elde edilmiştir. S. mutans için yüzey adezyon sonuçları değerlendirildiğinde silanize olmayan cam varlığının bakteri tutulumunu arttırdığı, silanizasyon neticesinde ise tutulumun büyük oranda ortadan kalktığı izlenmiştir. Her iki mikroorganizma için en başarılı sonuçlar %9 silanize cam içeren gruplarda tespit edilmiştir. TEM incelemesi sonuçlarına göre, silanizasyon işleminin biyoaktif camın biyoaktivitesini engellemediği görülmüş olup, biyoaktivitenin daha yavaş ve kontrollü gerçekleştiği izlenmiştir. Çalışmamızda silanizasyon işleminin cam ile polimerin fiziksel ve mikrobiyolojik özelliklerini geliştirdiği tespit edilmiş, %9 oranında silanize biyoaktif cam veya inert cam ile modifiye edilmiş polimerlerin protez kaide materyali olarak kullanılabileceği sonucuna ulaşılmıştır. Kesin yargılar için uygulamaların in vivo ortamda ve klinik takipler sonucunda literatürdeki konu ile ilgili araştırma sayısının artması ile desteklenmesi gerekmektedir