DENTAL İMPLANTOLOJİDE KULLANILAN G4 SAF TİTANYUM

BİLİMSEL ÇALIŞMALAR 38 HAZİRAN 2013 DENTAL İMPLANTOLOJİDE KULLANILAN G4 SAF TİTANYUM İMPLANTLARIN KUMLAMA VE ASİTLEME TEKNİKLERİYLE OLUŞTURULAN YÜZEY MODİFİKASYONLARININ İMALAT AŞAMALARINI ELE ALARAK DEĞERLENDİRİLMESİ MÜHENDİS VE MAKİNA MAKALE Aslı Günay, Numan Durakbaşa, Ahmet Bülent DENTAL İMPLANTOLOJİDE KULLANILAN G4 SAF TİTANYUM İMPLANTLARIN KUMLAMA VE ASİTLEME TEKNİKLERİYLE OLUŞTURULAN YÜZEY MODİFİKASYONLARININ İMALAT AŞAMALARINI ELE ALARAK DEĞERLENDİRİLMESİ Aslı Günay * Arş. Gör., Yıldız Teknik Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Makine Malzemesi ve İmalat Teknolojisi Anabilim Dalı, İstanbul asligunaya@gmail.com Numan Durakbaşa Prof. Dr., Viyana Teknik Üniversitesi, Makina ve Endüstri Mühendisliği Fakültesi (YTÜ Misafir Öğretim Üyesi) Ahmet Bülent Katiboğlu Prof. Dr.,İstanbul Üniversitesi, Diş Hekimliği Fakültesi, Ağız, Diş, Çene Cerrahisi Anabilim Dalı, İstanbul abkatiboglu@tnn.net ÖZET Günümüzde dental implantların yüzey özelliklerini geliştirmeye yönelik birçok yüzey modifikasyon teknikleri uygulanmaktadır ve gerçekleştirilen bu yüzey işlemleri çok yönlü ele alınarak incelenmektedir. Bütün bu çalışmaların ortak amacı ise implant yüzeyinde hücre tutumunu artırarak, yüksek biyomekanik özelliklere ve biyolojik uyumluluğa sahip implantasyon işlemi gerçekleştirmektir. İmal edilen yüzeylerin kontrol işlemi için ise yüzey topografisinin iki boyutlu ve üç boyutlu değerlendirmeleri oldukça önem taşımaktadır. Gerçekleştirilen 2D ölçme teknikleri yüzeyin sıklıkla kullanılan pürüzlülük parametreleri hakkında bilgi verirken (Ra, Rq, Rz, Rt, vb.), 3D gözlem teknikleri ise daha çok yüzeyin geometrik yapısı hakkında gözlemciye bilgi vermektedir (örneğin; çukur ve tepelerin dağılımı). Bu çalışmada farklı yüzey modifikasyonları uygulanmış dental implantların yüzey topografisi incelenmiştir. 2D değerlendirme aşamasında, farklı dental implant örneklerinin yüzeylerinden tekrarlı ölçümler alınarak yüzey pürüzlülük verileri (Ra) elde edilmiştir. 3D değerlendirme aşamasında optik mikroskop ve SEM aracılığıyla yüzeyin tekstür yapısı incelenmiştir. Aynı zamanda implantın imalat aşamaları da ele alınarak imalatta yüzey karakterizasyon aşaması gösterilmiş ve kalite kontrolün önemi vurgulanmıştır. Anahtar Kelimeler: Dental implantlar, yüzey işlemleri, yüzey topografisi, yüzey pürüzlülüğü 1. GİRİŞ iş kaybını gidermek amacıyla çene içerisine yerleştirilen titanyum ve organik doku etkileşimi oldukça Dkarmaşık bir süreci içermektedir. Birçok biyolojik reaksiyon gerçekleşirken aynı zamanda biyomekanik kuvvetler de bu doku oluşum sürecine etki etmektedir. İmplantın yerleştirilmesi sonrasında vücut tarafından verilen ilk tepkilerin, implantın yüzey kimyasına, yüzey topografyasına ve yine yüzeyin fiziksel yapısına bağlı olarak gerçekleştiği, birçok araştırmacı tarafından yapılan çalışmalarda gözlemlenmiştir [9, 10, 11, 18]. Osteintegrasyon olarak adlandırılan bu süreç dental implantın uzun sürede başarılı olabilmesi için temel oluşturmaktadır. Osteintegrasyon kelimesi ilk olarak 1977 yılında Branemank ve arkadaşları tarafından çene ve kemik arasında doğrudan temas esnasında oluşan ve uzun bir süre kalabilen sabitleyici yapı olarak tanımlanmıştır [1]. Osteintegrasyon süreci iki aşamalı olarak gerçekleşir. İlk aşamada yerleştirilen implant malzemesi direk olarak kemik ile temas etmektedir. Bu dönemde kemik ile organik yapı arasında herhangi bir tutucu yapı mevcut değildir. Biyolojik yapının oluşmasına kadar süren bu ilk dönemde tutucu yapının mevcut olmaması sebebiyle implant ve çevresi arasında daha çok mekanik etkileşim söz konusudur [6, 7, 8]. Çalışmalarda g lenen osteintegrasyon sürecinin ikinci aşamasında ise k temas halinde olan titanyum implantın üzeri yumuşak doku ile kaplanmaktadır [2]. Dental implantı çevrele kapsül yapının doğru bir kalınlıkta ve yapıda oluşmuş dental implantın üzerine gelen yükleri karşılayabilmes miğe uygun bir şekilde sabitlenmesi açısından oldukça lidir [3,4]. Bu iki süreç implant kaybının önlenmesi v lantın uzun süreli performansı açısından oldukça öne Osteintegrasyonun doğru bir şekilde oluşmasını deste ve implant başarısını sağlayan doğru yüzey kimyası, yü pografisi ve de fiziksel yapının oluşumu imalat aşamal başlayan bir süreçle adım adım takip edilmelidir. Bu çalışmada implantasyon işleminin başarılı olabilm imalat sürecinde yapılması gerekenler ele alınarak has me teknikleri ile yüzey karakterizasyonu yapılmıştır işlemlerin dental implantın uzun süreli başarısındaki vurgulanmıştır. 2. MATERYAL VE METOT Dental implantolojide genel olarak iyi mekanik özellik yüksek korozyon dayanımı sebebiyle 1 den 4 e kada CNG İşleme Evaluation of Modifications of Implant Surfaces Created by Means of Sandblasting and Acid Etching Techniques Applied on the Pure Titanium Implants G4 (Grade 4) Used in the Dental Implantology With the Consideration of the Manufacturing Stages * İletişim yazarı Geliş tarihi : 06.01.2013 Kabul tarihi : 25.02.2013 ABSTRACT Today many different kind of surface modification techniques are applying on dental implant surfaces to improve surface specifications and there are many different specific investigations for these techniques to consider techniques from various aspects. All of these investigations aim improving tissue attachment over the implant surfaces to provide high biomechanical properties and better biocompatibility. Controlling of implant surfaces in the manufacturing stage with 2D and 3D techniques are critical for final product. 2D inspection methods generally gives information for roughness specifications (for example; Ra, Rq, Rz, Rt,etc). 3D techniques are mostly giving information about geometrical specifications of surface topography (for example; pits and hills). In this study, different surface modifications applied dental implants were investigated. In the 2D investigation stage, repetitive surface measurements applied and Ra values obtained. In the 3D investigation stage optic microscope and scanning electron microscope were used to investigate surface texture. Concurrently implant manufacturing procedure was investigated step by step to highlight the importance of surface characterization and quality controls in the manufacturing step. Keywords: Dental implant surfaces, surface modifications, surface topography, surface roughness Yüzey Karakterizasyonu Yüzey Topografyasının Oluşumu Yüzeyin Kontrolü Yüzey Karakterizasyonun İfadesi Günay, A., Durakbaşa, N., Katiboğlu, A. B. 2013. Dental İmplantolojide Kullanılan G4 Saf Titanyum İmplantların Kumlama ve Asitleme Teknikleriyle Oluşturulan Yüzey Modifikasyonlarının İmalat Aşamalarını Ele Alarak Değerlendirilmesi Mühendis ve Makina, cilt 54, sayı 641, s. 36-43. Şekil 1. Vida İmalat Adımları Cilt: 54 Sayı: 641 36 Mühendis ve Makina Mühendis ve Makin

39 BİLİMSEL ÇALIŞMALAR DENTAL İMPLANTOLOJİDE KULLANILAN G4 SAF TİTANYUM İMPLANTLARIN KUMLAMA VE ASİTLEME TEKNİKLERİYLE OLUŞTURULAN YÜZEY MODİFİKASYONLARININ İMALAT AŞAMALARINI ELE ALARAK DEĞERLENDİRİLMESİ Aslı Günay* Arş. Gör., Yıldız Teknik Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Makine Malzemesi ve İmalat Teknolojisi Anabilim Dalı, İstanbul asligunaya@gmail.com Numan Durakbaşa Prof. Dr., Viyana Teknik Üniversitesi, Makina ve Endüstri Mühendisliği Fakültesi (YTÜ Misafir Öğretim Üyesi) Ahmet Bülent Katiboğlu Prof. Dr.,İstanbul Üniversitesi, Diş Hekimliği Fakültesi, Ağız, Diş, Çene Cerrahisi Anabilim Dalı, İstanbul abkatiboglu@tnn.net * İletişim yazarı Geliş tarihi : 06.01.2013 Kabul tarihi : 25.02.2013 ÖZET Günümüzde dental implantların yüzey özelliklerini geliştirmeye yönelik birçok yüzey modifikasyon teknikleri uygulanmaktadır ve gerçekleştirilen bu yüzey işlemleri çok yönlü ele alınarak incelenmektedir. Bütün bu çalışmaların ortak amacı ise implant yüzeyinde hücre tutumunu artırarak, yüksek biyomekanik özelliklere ve biyolojik uyumluluğa sahip implantasyon işlemi gerçekleştirmektir. İmal edilen yüzeylerin kontrol işlemi için ise yüzey topografisinin iki boyutlu ve üç boyutlu değerlendirmeleri oldukça önem taşımaktadır. Gerçekleştirilen 2D ölçme teknikleri yüzeyin sıklıkla kullanılan pürüzlülük parametreleri hakkında bilgi verirken (Ra, Rq, Rz, Rt, vb.), 3D gözlem teknikleri ise daha çok yüzeyin geometrik yapısı hakkında gözlemciye bilgi vermektedir (örneğin; çukur ve tepelerin dağılımı). Bu çalışmada farklı yüzey modifikasyonları uygulanmış dental implantların yüzey topografisi incelenmiştir. 2D değerlendirme aşamasında, farklı dental implant örneklerinin yüzeylerinden tekrarlı ölçümler alınarak yüzey pürüzlülük verileri (Ra) elde edilmiştir. 3D değerlendirme aşamasında optik mikroskop ve SEM aracılığıyla yüzeyin tekstür yapısı incelenmiştir. Aynı zamanda implantın imalat aşamaları da ele alınarak imalatta yüzey karakterizasyon aşaması gösterilmiş ve kalite kontrolün önemi vurgulanmıştır. Anahtar Kelimeler: Dental implantlar, yüzey işlemleri, yüzey topografisi, yüzey pürüzlülüğü Evaluation of Modifications of Implant Surfaces Created by Means of Sandblasting and Acid Etching Techniques Applied on the Pure Titanium Implants G4 (Grade 4) Used in the Dental Implantology With the Consideration of the Manufacturing Stages ABSTRACT Today many different kind of surface modification techniques are applying on dental implant surfaces to improve surface specifications and there are many different specific investigations for these techniques to consider techniques from various aspects. All of these investigations aim improving tissue attachment over the implant surfaces to provide high biomechanical properties and better biocompatibility. Controlling of implant surfaces in the manufacturing stage with 2D and 3D techniques are critical for final product. 2D inspection methods generally gives information for roughness specifications (for example; Ra, Rq, Rz, Rt,etc). 3D techniques are mostly giving information about geometrical specifications of surface topography (for example; pits and hills). In this study, different surface modifications applied dental implants were investigated. In the 2D investigation stage, repetitive surface measurements applied and Ra values obtained. In the 3D investigation stage optic microscope and scanning electron microscope were used to investigate surface texture. Concurrently implant manufacturing procedure was investigated step by step to highlight the importance of surface characterization and quality controls in the manufacturing step. Keywords: Dental implant surfaces, surface modifications, surface topography, surface roughness Günay, A., Durakbaşa, N., Katiboğlu, A. B. 2013. Dental İmplantolojide Kullanılan G4 Saf Titanyum İmplantların Kumlama ve Asitleme Teknikleriyle Oluşturulan Yüzey Modifikasyonlarının İmalat Aşamalarını Ele Alarak Değerlendirilmesi Mühendis ve Makina, cilt 54, sayı 641, s. 36-43.

BİLİMSEL ÇALIŞMALAR 40 1. GİRİŞ Diş kaybını gidermek amacıyla çene içerisine yerleştirilen titanyum ve organik doku etkileşimi oldukça karmaşık bir süreci içermektedir. Birçok biyolojik reaksiyon gerçekleşirken aynı zamanda biyomekanik kuvvetler de bu doku oluşum sürecine etki etmektedir. İmplantın yerleştirilmesi sonrasında vücut tarafından verilen ilk tepkilerin, implantın yüzey kimyasına, yüzey topografyasına ve yine yüzeyin fiziksel yapısına bağlı olarak gerçekleştiği, birçok araştırmacı tarafından yapılan çalışmalarda gözlemlenmiştir [9, 10, 11, 18]. Osteintegrasyon olarak adlandırılan bu süreç dental implantın uzun sürede başarılı olabilmesi için temel oluşturmaktadır. Osteintegrasyon kelimesi ilk olarak 1977 yılında Branemank ve arkadaşları tarafından çene ve kemik arasında doğrudan temas esnasında oluşan ve uzun bir süre kalabilen sabitleyici yapı olarak tanımlanmıştır [1]. Osteintegrasyon süreci iki aşamalı olarak gerçekleşir. İlk aşamada yerleştirilen implant malzemesi direk olarak kemik ile temas etmektedir. Bu dönemde kemik ile organik yapı arasında herhangi bir tutucu yapı mevcut değildir. Biyolojik yapının oluşmasına kadar süren bu ilk dönemde tutucu yapının mevcut olmaması sebebiyle implant ve çevresi arasında daha çok mekanik etkileşim söz konusudur [6, 7, 8]. Çalışmalarda gözlemlenen osteintegrasyon sürecinin ikinci aşamasında ise kemikle temas halinde olan titanyum implantın üzeri yumuşak fibroz doku ile kaplanmaktadır [2]. Dental implantı çevreleyen bu kapsül yapının doğru bir kalınlıkta ve yapıda oluşmuş olması dental implantın üzerine gelen yükleri karşılayabilmesi ve kemiğe uygun bir şekilde sabitlenmesi açısından oldukça önemlidir [3,4]. Bu iki süreç implant kaybının önlenmesi ve implantın uzun süreli performansı açısından oldukça önemlidir. Osteintegrasyonun doğru bir şekilde oluşmasını destekleyen ve implant başarısını sağlayan doğru yüzey kimyası, yüzey topografisi ve de fiziksel yapının oluşumu imalat aşamalarından başlayan bir süreçle adım adım takip edilmelidir. Bu çalışmada implantasyon işleminin başarılı olabilmesi için

41 BİLİMSEL ÇALIŞMALAR imalat sürecinde yapılması gerekenler ele alınarak hassas ölçme teknikleri ile yüzey karakterizasyonu yapılmıştır ve bu işlemlerin dental implantın uzun süreli başarısındaki önemi vurgulanmıştır. 2. MATERYAL VE METOT Dental implantolojide genel olarak iyi mekanik özellikleri ve yüksek korozyon dayanımı sebebiyle 1 den 4 e kadar derecelendirilmiş saf titanyum veya titanyum alaşımları kullanılmaktadır. Dental implant üzerine farklı yönde sürekli olarak gelen hareketler dolayısıyla yüksek yorulma dayanımına ve akma dayanımına ihtiyaç duyulmaktadır. Ağız içerisine yerleştirilen implantın sürekli oksitleyici bir ortamda çalışacak olması da titanyum kullanımını gerekli kılan sebeplerden birisidir [12]. Bu çalışmada yüksek mekanik özellikleri ve kanıtlanmış biyouyumluluğu sebebiyle dental implantlarda da genel kabul görmüş 4 seviye titanyum (ISO 5832/2) seçilmiştir. Ayrıca üretilen dental implantlar DIN EN ISO 14801-2008 ve DIN EN ISO 11953 standartlarının belirttiği şekilde test edilmiştir [13,14]. Soğuk çekme tekniğiyle elde edilmiş kullanılan titanyum ham maddeler implant imalatında tercih edilmiştir. İşlem yeniden billurlaşma sıcaklığının altında gerçekleşmektedir. Deformasyona uğrayan kristal yapıda dislakasyon yığılması sebebiyle şekil değiştirme güçleşmektedir. Önceden yer değiştirmiş olan kristal yapılar, henüz kaymamış olanları engelleyeceği için soğuk sertleşme ya da pekleşme olarak adlandırılan mekanizma ile mekanik özellikler istenilen yönde gelişmektedir [15]. Bu imalat tekniğinin seçilmiş olmasının en temel sebebi ise soğuk çekme tekniğinin bu olumlu özelliğidir. Sonrasında imalat sistemine giren ham madde kalite kontrolden geçirilmek suretiyle vida imalatı gerçekleştirilmektedir (Şekil 1). 3. YÜZEY MODİFİKASYOLARI Daha önceden de vurgulandığı üzere dental implantın biyolojik uyumluluğun gerçekleşmesi için yüzey topografisinin belirli bir gözenekli karakteristiğe sahip olması gerekmektedir. Bu gözenekli yapılar kemik hücrelerinin implant üzerinde çoğalmasını ve böylece çenede mekanik açıdan stabil hâle gelmesini sağlayacaktır [16,17]. Yapılan çalışmalarda bu durum yüzey pürüzlülüğü ile ilişkilendirilmiş ve de deneysel çalışmalarda pürüzlülüğün belirli bir oranda artırılmasının biyouyumluluk açısından olumlu sonuçlar verdiği görülmüştür [18,19]. Bu çalışmada imalatı gerçekleştirilen dental implantların parlatılmış yüzey, kumlanmış yüzey, asitlenmiş yüzey ve de hem asitlenmiş hem de kumlanmış yüzeyi örnek olarak ele alınmıştır. Kumlama ile yüzey modifikasyonu yaklaşık 7 220 μm yarıçapında yuvarlak ve keskin köşeli geometrilerden oluşan titanyum oksit parçaları 4 Pa basınçta yüzey üzerine püskürtülerek gerçekleştirilmiştir. Asitle dağlama da ise implantlar hidroflorik asit ve nitrik asit duşlarında bekletilmiştir. 4. YÜZEY KARAKTERİZASYONU VE YÜZEY ÖLÇME TEKNİKLERİ Günümüzde implant üzerine organik hücre tutumuna yardımcı olmak amacıyla birçok farklı fiziksel ve kimyasal yüzey mo difikasyon teknikleri uygulanmaktadır. Bunların; makineyle işleme, kumlama, asit bazlı solüsyonlar ve bunların çözeltileri, termal spreyler, organik kaplamalar, lazer ile sinterleme gibi birçok çeşidi mevcuttur [9, 21, 22]. Bu yüzey tekniklerin birçoğu yapılan çalışmalarla denenmiş ve klinik ortamlarda olumlu etkileri ispatlanmıştır (5 yıl için >95% ).Günümüzde yüzey karakterizasyonu işlemi iki boyutlu ve üç boyutlu olarak nanometre seviyesinde ölçümlerle tespit edilebilirken, birçok çalışmada mikron seviyede değerler verilmiştir [2]. Çalışmalarda gerçekleştirilen farklı yüzey modifikasyonlarından birisi olan kaplama tekniğinin implantasyon işlemi sırasında yeterli mekanik dayanımı gösteremediği klinik çalışmalarda gözlemlenmiştir. Bu sebeple bütün kaplama tekniklerinin kabul edilebilir başarısına rağmen büyük bir çoğunlukla kumlama ve asitleme teknikleriyle elde edilmiş implantlar yaygın olarak kullanılmaktadır [25,26]. Ayrıca kum püskürtme işlem sırasında implant üzerinde bıraktığı negatif enerji yükünün osteintegrasyon sırasında olumlu bir etkide bulunduğu da gözlemlenmiştir [27]. Yüzey modifikasyon teknikleriyle sağlanan yüzey pürüzlülük değerleri dört farklı grupta sınıflandırılmıştır. Bunlar pürüzsüz yüzeyler (Sa < 0.5 μm), az pürüzlü yüzeyler (Sa = 0.5-1.0 μm), ortalama pürüzlülükteki yüzeyler (Sa = 1.0-2.0 μm) ve pürüzlü yüzeyler (Sa > 2.0 μm) olarak ifade edilmiştir [23]. Düzensiz (irregular) yüzey ve pürüzlü yüzey morfolojisinin pürüzsüz yüzeylere göre osteintegrasyonda ve çene stabilizasyonunda daha iyi sonuçlar verdiği çalışmalarda gözlemlenmiştir [29]. Uygulamalı deneyler sonrasında ise ortalama pürüzlülüğe sahip olan yüzey topografyalarının (Sa 1.0 ve 2.0 μm aralığında) daha iyi hücre tutumu sağlandığı gözlemlenmiştir [30, 31]. Bahsedilen yüzey pürüzlülüğü değerlerini yüzeyin gözenekli yapılar ve organik yapıyla metal arasındaki kontak açıları oluşturmaktadır. Titanyum oksit tanecikleriyle kumlanarak ve asitlenerek modifiye edilmiş yüzeylerin küçük kontak açılarında ve büyük alanlarda daha iyi biyoloji hücre tutumu gerçekleştirdiği görülmüştür [32]. 5. YÜZEY TOPOGRAFYASI İNCELEME TEKNİKLERİ Yüzey pürüzlülüğü değerlerini oluşturan yüzeyin gözenekli yapısı ve organik yapıyla arasındaki kontak açıları ayrı ayrı değerlendirilmelidir. İmalatın bu adımında kontak plofilometre (Talysurf Intra 50 profilograph), optik mikroskop (Keyence VHX- 1000) ve taramalı elektron mikroskobu ile (Zeiss Evo Ls10) bir veri tabanı oluşturulmuş, uygulanan imalat tekniklerle elde edilen yüzeyin uygunluğu karakteristik parametreler ve sayısal parametrelerle test edilmiştir. Bu testler klinik çalışmalarıyla da desteklenmiştir. Uygun imalat parametre ve şartları tespitinden sonra sürekli kalite kontrol denetimiyle düzenli imalat sistemine geçilmiştir (Şekil 1).

BİLİMSEL ÇALIŞMALAR 42 5.1 Optik Mikroskop ile Yüzey Yapısının İncelenmesi Yüzey modifikasyonları sonrasında oluşan yüzeyin görüntülenmesi amacıyla Keyence VHX-1000 optik mikroskop kullanılmıştır (Şekil 1). Bu mikroskop yüksek çözünürlükte ve yüksek yoğunluklu halojen lamba ile çalışan CCD kamerayla çalışmaktadır. Aynı zamanda görüntü işleme özelliğine de sahip olan cihaz aldığı bilgileri ayırarak kaydetme özelliğine sahiptir. Tablo 1 de teknik özellikler ayrıntılı olarak verilmiştir [34].

43 BİLİMSEL ÇALIŞMALAR 5.2 Temaslı Stylus Profilometre ile Yüzey Yapısının İncelenmesi İmplant yüzeylerinin karekterizasyon işlemi Form Talysurf Intra 50 model profilometre ile gerçekleştirilmiştir [33]. Yazılımda ise ISO 4287 kuralları çerçevesinde μltra (FTS Iμ) kullanılarak Tablo 3 te gösterilmiş değerler kullanılmıştır [35]. Haritalama tekniği ile dikey yönde alınmış veriler standart bir spektrumdan Ra değerleri hesaplanmıştır. Tablo 2 de kontak stylus profilometre ölçüm özellikleri gösterilmiştir. Yüzey profilleri 2D-profilometreyle ölçülmüş olunup profil yüzeyleri Gauss filtresi kullanarak filtrelenmiştir. 1,5-mm cutoff değerleri kullanarak ölçüm değerleri alınmıştır. Ra (en yüksek ve en düşük noktalardan alınmış değerlerin ortalaması) uluslararası standartlara dayanarak pürüzlülük profilleri cihaz yazılımı tarafından hesaplanmıştır [35]. Hesaplanan basit yüzey pürüzlülük karakteristikleri ise; Ra en yüksek ve en düşük noktalardan alınmış değerlerin ortalaması ve Rmax her beş tekrarlı ölçüm sonrası elde edilmiş maksimum derinlik değerini vermektedir. Tablo 3 te Ra değerleri verilmiştir. 5.3 Elektron Mikroskobu ile Yüzey Topografyasının İncelenmesi Birçok çalışmada yüzey yapısının morfolojik incelenmesinde SEM cihazı yüksek görüntü kabiliyeti sebebiyle tercih edilmiştir [36, 37]. Bu çalışmada da Zeiss Evo marka SEM cihazı kullanılmıştır. SEM görüntüleri 7 mm yaklaşma

BİLİMSEL ÇALIŞMALAR 44 mesafesinde ve elektron gücünün 10 kv voltaj ivmelendirmesinde, P < 1 10 5 torr vakum altında görüntüleri alınmıştır. Kumlama işlemiyle elde edilmiş yüzeyler, SEM aracılığıyla gözlemlendiğinde; alüminyum oksit taneciklerinin kumlanan seviye 4 titanyum yüzeylerde taneciklerin, darbe basıncı sonucunda meydana gelen keskin kenarlar ve çıkıntılar oluşturduğu gözlemlenmiştir (Şekil 6). Hem kumlama hem asitleme işleminin gerçekleştirildiği çift katlı yüzeylerde ise kristalografik olarak gruplanmış daha yumuşak kenarlı ve daha az çıkıntılı yüzeyler gözlemlenmiştir. Her iki tip yüzey modifikasyon örneğinde de darbe basıncı sonucu meydana gelen düz yüzeyler de dahil olmak üzere tüm oyuk ve çıkıntılarda asitle dağlama işlemi sonunda 0,5-10 μm değerleri arasında değişen oyuk çapları gözlemlenmiştir. Kumlama işlemi sonrasında oluşan bu oyuklar, daha büyük olmakla birlikte makro-topografi olarak gözlemlenmiş olup, hem kumlama hem asitleme işlemine tabi tutulan yüzeylerde daha küçük çapta mikro-topografik çukurcuklar olduğu gözlemlenmiştir. Alınan SEM görüntülerinde kumlama işlemi sırasında saf titanyum yüzeye saplanıp kalan titanyum oksit taneciklerinin asitle dağlama işlemine rağmen yüzeye tutunduğu gözlemlenmiştir (Şekil 8, 9). Kumlama tekniği sonrasında asitleme tekniği kullanarak imal edilen yüzeylerde yüzeye püskürtülmesi sonrası tam yapışma sağlayamamış partiküllerin yüzeyden ayrılması sağlanmıştır. Bu teknik sayesinde yüzey mekaniğinde daha kararlı bir yapı oluşturulmuştur. Yapılan incelemede implant yüzeylerindeki pürüzlülük değerlerin homojen bir dağılım gösterdiği çok sayıda alınan yüzey görüntüleri ve pürüzlülük değerleriyle tespit edilmiştir. pürüzlülük değerleri arasında az fark olmasına rağmen benzer kristal yapılar göstermişlerdir. Optik mikroskop, üç boyutlandırma tekniği aracılığıyla elde edilmiş görüntülerde ise yüzeyde farklı büyüklükte iğne ucuna benzer gözenekli yapılar olduğu gözlemlenmiştir (Şekil 5, 6). Yapılan bu gözlem esnasında elde edilen bulgular implant yüzeylerinin pürüzlülük değerlerinin ve morfolojik değerlerinin ayrı ayrı incelenmesi gerektiğini, bunun önem taşıdığını vurgulamıştır. İleri imalat yöntemleri ve titanyumun malzeme özellikleri sayesinde her ne kadar malzeme için yüksek mekanik özellikler sağlanmış olsa da kullanılan dental implantların yüzey karakteristiklerinin geliştirilmesine ihtiyaç vardır. Önceden de vurgulandığı gibi yüzey pürüzlülüğünün implant topografyasında belirli bir aralıkta tutumunun kemik hücresi ve implant yüzeyi tutumunda çok önemli bir rolü vardır. Ancak bu pürüzlülük aynı zamanda protein-tartar tutumunu artıracak ve de implant için yeterli steril ortamın oluşmasına engel olacaktır. Yüzey pürüzlülüğünün artması yüzeye fazla plak tutumuna sebep olduğu yapılan çalışmalarda gözlemlenmiştir [38, 39]. Dolayısıyla yüzey yapısı çok dikkatli bir şekilde incelenerek hem protein,tatar tutumunu engelleyecek hem de osteintegrasyonu sağlayacak nitelikte yapılarının homojen ve istenilen değer aralıklarında imalatı ve kontrolü oldukça önem taşımaktadır. Bu sebeple ileriki yıllarda yüzey modifikasyonları ve dolayısıyla da implant yüzey tasarımı bu alan içerisinde en önemli araştırma konularında biri olacaktır [23, 24]. TEŞEKKÜR Dental implantlar Dental İmplant KA firmasından temin edilmiş olunup, ölçümler Viyana Teknik Üniversitesi Nano-Teknoloji Laboratuvarında gerçekleştirilmiştir. 6. SONUÇ Bu çalışmada yüzey yapıları incelenmiş implant örnekleri asitleme ve kumlama ile bunların birlikte uygulandığı hibrid tekniklerle elde edilmiştir. Farklı tipte asitlenmiş olan yüzeylerin

45 BİLİMSEL ÇALIŞMALAR KAYNAKÇA 1. Adell, R., Lekholm, U., Rockler, B., Brånemark, P.I. 1981. A 15-year Study of Osseointegrated Implants in the Treatment of the Edentulous Jaw, International Journal of Oral Surgery, vol.10, no. 6, p.387 416. 2. Gu ehennec, L. L., Soueidan, A., Layrolle, P., Amouriq, Y. 2007. Surface Treatments of Titanium Dental Implants for Rapid Osseointegration, (7) p.844-54 3. Parker, J.A., Walboomers, X.F., Von den Hoff, J.W., Maltha, J.C., Jansen, J.A. 2002. The Effect of Bone Anchoring and Micro-Grooves on the Soft Tissue Reaction to Implants, p.3887-96. 4. Werkmeister, J.A., Tracy, T.A., White, J.F., Ramshaw, J.A.M. 2001. Collagenous Tissue Formation in Association with Medical Implants, Elsevier Science, Current Opinion in Solid State & Materials Science, vol. 5, no. 2-3, p.185-191. 5. Coleman, D.J., Sharpe, D.T., Naylor, I.L., Chander, C.L., Cross, S.E. 1993. The Role of the Contractile Fibroblast in the Capsules Around Tissue Expanders and Implants, British Journal of Plastic Surgery, 46(7): p.547-56 6. Xiao, J.R., Li, Y.Q, Guan, S.M., Kong, L., Liu, B., Li, D. 2012. Effects of Lateral Cortical Anchorage on the Primary Stability of Implants Subjected to Controlled Loads: an in Vitro Study, Elsevier, The British Association of Oral and Maxillofacial Surgeons, 50(2): p.161-5. 7. Sjöström, M., Lundgren, S., Nilson, H., Senner, L. 2005. Monitoring of Implant Stability in Grafted Bone Using Resonance Frequency Analysis: A Clinical Study From Implant Placement to 6 Months of Loading, International Journal Oral and Maxillofacial Surgery, 34(1): p. 45-51. 8. Seong, W.J., Holte, J.E., Holtan, J.R., Olin, P.S., Hodges, J.S., Ko, C.C. 2008. Initial Stability Measurement of Dental Implants Placed in Different Anatomical Regions of Fresh Human Cadaver Jawbone, Journal Prosthet Dental, 99(6): p.425-34. 9. Braceras, I., Alava, J.I., Goikoetxea, L., Maeztu, de M.A., Onate, J.I. 2007. Interaction of Engineered Surfaces With the Living World: Ion Implantation vs. Osseointegration, Surface and Coatings Technology, vol. 201, no. 19 20, p.8091 8098. 10. Schouten, C., Meijer, G. J., Beucken, Van den J.J.P., Leeuwenburgh, C.G.S., Jonge, T. de L., Wolke, G.C.J., Spauwen, H.M.P., Jansen, J.A. 2010. In Vivo Bone Response and Mechanical Evaluation of Electrosprayed CaP Nanoparticle Coatings Using the Iliac Crest of Goats as an Implantation Model, Elsevier, Acta Biomaterialia, vol. 6, no. 6, p.2227 2236. 11. Braceras, I., Maeztu, De M.A., Alava, J.I., Escoda, G.C. 2009. In Vivo Low- Density Bone Apposition on Different Implant Surface Materials, Elsevier, vol. 38, no. 3, p. 274 278. 12. Steinemann, S., G. 1998. Titanium-the material of choice?, Periodontology 2000, no. 17, p.7 21. 13. ISO 14801:2007 Dentistry -- Implants -- Dynamic Fatigue Test for Endosseous Dental Implants. 14. ISO 11953:2010 Dentistry -- Implants -- Clinical Performance of Hand Torque Instruments. 15. Yurci, M.E. 2010. Talaşsız Şekil Verme, Yıldız Teknik Üniversitesi Yayın No: YTÜ.MK.DK.-10.0825/Fakülte Yayın No: MK.MKM-10.001, İstanbul 16. Kuboki, Y., Takita, H., Kobayashi, D., Tsuruga, E., Inoue, M., Murata, M., Nagai, N., Dohi, Y., Ohgushi, H. 1998. BMP-Induced Osteogenesis on the Surface of Hydroxyapatite with Geometrically Feasible and Nonfeasible Structures: Topology of Osteogenesis, Journal Biomedical Material Res., 39(2): p.190 9. 17. Story, B.J., Wagner, W.R., Gaisser, D.M., Cook, S.D., Rust-Dawicki, A.M. 1998. In Vivo Performance of a Modified CSTi Dental Implant Coating, International Journal Oral Maxillofac Implants,13(6): p.749 57. 18. Pegueroles, M., Aparicio, C., Bosio, M., Engel, E., Gil, F.J., Planell, J.A., Altankov, G. 2010. Spatial Organization of Osteoblast Fibronectin-Matrix on Titanium Surface Effects of Roughness, Chemical Heterogeneity and Surface Free Energy, Acta Biomaterrial, 6, p.291 301. 19. Olivares-Navarrete, R., Hyzy, S.L., Hutton, D.L., Erdman, C.P., Wieland, M., Boyan, B.D., Schwartz, Z. 2010. Direct and Indirect Effects of Microstructured Titanium Substrates on the Induction of Mesenchymal Stem Cell Differentiation Towards the Osteoblast Lineage, Biomaterials, 10, p.2728-35. 20. Bathomarco, R.V., Solorzano, G., Elias, C.N., Prioli, R. 2004 Atomic Force Microscopy Analysis of Different Surface Treatments of Ti Dental Implant Surfaces, Applied Surface Science, vol. 233, no. 1 4, p.29 34 21. Pierfrancesco, R., Gianluca, Z. 2012. Thermal Plasma Spray Deposition of Titanium and Hydroxyapatite on Polyaryletheretherketone Implants, PEEK Biomaterials Handbook, p. 119 143. 22. Jiang, W., Wang, W.D., Shi, X.H., Chen, H.Z., Zou, W., Guo, Z., Luo, J.M., Gu, Z.W., Zhang, X.D. 2008. The Effects of Hydroxyapatite Coatings on Stress Distribution Near the Dental Implant Bone Interface, Applied Surface Science, vol. 255, no. 2, p. 273-275. 23. Albrektsson, T., Wennerberg, A. 2004. Oral Implant Surfaces: Part 1 Review Focusing on Topographic and Chemical Properties of Different Surfaces and in Vivo Responses to Them, The International Journal of Prosthodontics, 17(5): p.536-43. 24. Coelho, P.G., Granjeiro, J.M., Romanos, G.E., Suzuki, M., Silva, N.R., Cardaropoli, G., Thompson, V.P., Lemons, J.E. 2009. Basic Research Methods and Current Trends of Dental Implant Surfaces, Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterial, 88 (2), p.579 596. 25. Nishimoto, S.K., Nishimoto, M., Park, S., Lee, K.M., Kim, H.S., Koh, J.T., Ong, J.L., Liu, Y., Yang, Y. 2008. The Effect of Titanium Surface Roughening on Protein Absorption, Cell Attachment and Cell spreading, International Journal of Oral & Maxillofacial Implants, 23(4): p.675-680. 26. Velasco-Ortega, E., Jos, A., Camean, A.M., Pato-Mourelo, J., Segura-Egea, J.J. 2010. In Vitro Evaluation of Cytotoxicity and Genotoxicity of a Commercial Titanium Alloy for Dental Implantology, Mut.Res.-Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis, vol. 702, no. 1, p. 17-23. 27. Guo, Y.C., Matinlinna, J.P., Tang, H.T.A. 2012. Effects of Surface Charges on Dental Implants, Journal of Adhesion Science and Technology, 381535, p. 5. 28. Confortoa, E., Aronssonb, B.O., Salitoc, Crestoud, A.C., Caillard, D. 2004. Rough Surfaces of Titanium and Titanium Alloys for Implants and Prostheses, Materials Science and Engineering, vol. 24, no. 5, p. 611 618. 29. Martin, J.Y., Schwartz, Z., Hummert, T.W., Schraub, D.M., Simpson, J., Lankford, Jr, J., Dean, D.D., Cochran, D.L., Boyan, B.D. 2004. Effect of Titanium Surface Roughness on Proliferation, Differentiation and Protein Synthesis of Human Osteoblast-like Cells (MG63), Journal of Biomedical Materials Research, vol. 29, no. 3, p. 389 401. 30. Wennerberg, A., Albrektsson, T. 2000. Suggested Guidelines for the Topographic Evaluation of Implant Surfaces, The International Journal of Oral & Maxillofacial Implants, 15: p.331-344. 31. Albert, F.E. 2004. Review Focusing on Topographic and Chemical Properties of Different Surfaces and In Vivo Responses to them, The International Journal of Prosthodontics, p. 529 535. 32. Gotz, H.E., Muller, M., Emmel, A., Holzwarthd, U., Erben, R.G., Stangl, R. 2004. Effect of Surface Finish on the Osseointegration of Laser-treated Titanium Alloy Implants, vol. 25, no. 18, p. 4057 4064. 33. Taylor Hobson, http://www.taylor-hobson.com/products/ 10/64. html#form-talysurf-pgi-8402, son erişim tarihi: 1 Şubat 2013. 34. Keyence VHX-1000 Series Digital Microscope, http://www. keyence.com/ products/microscope/microscope/vhx1000/ vhx1000.php, son erişim tarihi: 1 Şubat 2013. 35. EN ISO 4287:2009, Geometrical Product Specifications (GPS) - Surface texture: Profile method Terms, definitions and surface texture parameters (ISO 4287:1997 + Cor 1: 1998 + Cor 2: 2005 + Amd 1: 2009) (includes Corrigendum AC:2008 and Amendment A1:2009). 36. Kang, B.S., Sul, Y.T., Oh, S.J., Lee, H.J., Albrektsson, T. 2009. XPS, AES and SEM Analysis of Recent Dental Implants, Acta Biomaterialia, vol. 5, no. 6, p. 2222 2229. 37. Luo, X.P., Silikas, N., Allaf, M., Wilson, N.H.F, Watts, D.C. 2001. AFM and SEM Study of the Effects of Etching on IPS-Empress 2TM Dental Ceramic, Surface Science, vol. 491, no. 3, p. 388 394. 38. Al-Marzok, M.I., Al-Azzawi, H.J. 2009. The Effect of the Surface Roughness of Porcelain on the Adhesion of Oral Streptococcus Mutans, Journal of Contemporary Dental Practice, 10 (6), p.17 24. 39. Bollenl, C.M.L., Lambrechts, P., Quirynen, M. 1997. Comparison of Surface Roughness of Oral Hard Materials to the Threshold Surface Roughness for Bacterial Plaque Retention: A Review of the Literature, vol. 13, no. 4, p. 258 269.