FARKLI NANOPARTİKÜL İLAVELERİNİN ÇENE YÜZ PROTEZLERİNDE KULLANILAN SİLİKON ELASTOMERİN MEKANİK VE MİKROBİYOLOJİK ÖZELLİKLERİNE ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI

Abstract

Çene yüz protezlerinin yapımında, ideal mekanik özelliklerinin olması sebebiyle silikon elastomerler tercih edilmektedir. Çene yüz protezlerinde kullanılan silikon elastomerlerin yırtılma ve çekme dayanımlarının yüksek, uzama yüzdesi ve sertliklerinin ideal, dokularla uyumunun yüksek ve yüzeylerinde oluşan mikrobiyal tutulumunun az olması istenir. Bu çalışmanın amacı silikon elastomere çeşitli nanooksit partikülleri ilavesi ile silikon elastomerin mekanik ve mikrobiyolojik özelliklerinin geliştirilmesidir. Çalışmada çene yüz protezlerinde kullanılan silikon elastomere ağırlıkça %2 oranında ZnO, SiO2 ve TiO2 ilave edilerek kontrol grubu ile birlikte toplam dört grup oluşturulmuştur. Her bir grupta çekme dayanımı ve uzama yüzdesi için 11 örnek, yırtılma dayanımı için 11 örnek, sertlik testi için 11 örnek, mikrobiyolojik inceleme için 12 örnek olmak üzere toplam 92 örnek hazırlanmıştır. Çekme dayanımı ve uzama yüzdesi test örnekleri American Society for Testing and Materials (ASTM) D412 standartlarına, yırtılma dayanımı test örnekleri ASTM D624 standartlarına, sertlik testi örnekleri ASTM D2240 standartlarına uygun olarak hazırlanmıştır. Mikrobiyolojik çalışma için 7 mm çapında 1 mm kalınlığında örnekler hazırlanmıştır. Çekme gerilimi, uzama yüzdesi, yırtılma gerilimi testleri üniversal test cihazı (LR 50K Lyod intruments Ltd, Fareham, UK) test cihazında 500 mm/dk sabit hızla çekilerek gerçekleştirilmiştir. Sertlik testi için Shore A test standı kullanılmıştır. Çekme dayanımı, uzama yüzdesi ve yırtılma dayanımı test sonuçlarının istatistiksel analizinde Shapiro Wilk's ve/veya Kolmogorov Smirnov testleri uygulanmıştır. Gruplar arasındaki farklılıklar incelenirken değişkenlerin normal dağılımdan gelmemesi durumunda iki gruplu karşılaştırmalarda Mann Whitney U, ikiden fazla grup için Kruskal Wallis-H Testinden yararlanılmıştır. Kruskal Wallis-H Testinde anlamlı farklılıkların görülmesi durumunda Post-Hoc Çoklu Karşılaştırma Testi ile aralarında farklılık olan gruplar belirlenmiştir. Sertlik testine ait verilerde Tukey HSD testi yapılmıştır. Araştırma sonucunda çekme dayanımı, uzama yüzdesi, yırtılma dayanımı ve sertlik testi değerlerinde gruplar arasında anlamlı bir fark bulunmuştur (p<0.05). Çekme dayanımı test sonuçlarında en yüksek değer SiO2 ilave edilmiş grupta görülürken (3,35 Mpa ± 0,18) en düşük değer kontrol grubunda (2,64 Mpa ±0,27) görülmüştür.TiO2 ilave edilmiş grubun çekme dayanımı (3,22 ±0,32) ZnO ilave edilmiş grubun çekme dayanımından (2,73 Mpa ± 0,32) daha yüksek tespit edilmiştir. Uzama yüzdesi test sonuçlarında en yüksek değer TiO2 test grubunda (1017,23) tespit edilmiş olup diğer gruplar arasında anlamlı bir fark görülmemiştir. (p>0,05) Yırtılma dayanımı test sonuçlarında en yüksek değer SiO2 test grubunda (20,84 N/mm ± 2,17) en düşük değer kontrol grubunda (15,51 N/mm ±1,79) tespit edilmiştir. TiO2 eklenen grup ile (17,83 N/mm ±1,61) ZnO eklenen grup (17,93 N/mm ± 1,93) arasında yırtılma dayanımları bakımından anlamlı bir fark görülmemiştir. Sertlik testi sonuçlarında en yüksek sertlik değeri SiO2 grubunda (25,50±1,53) , tespit edilirken, en düşük değer ZnO eklenen grupta (21,85±0,65) tespit edilmiştir. Antimikrobiyal etkinliğin değerlendirilmesinde Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis Candida albicans etkinlikleri değerlendirilmiş olup antimikrobiyal bir etkinlik saptanamamıştır. Anahtar Kelimeler: Çene yüz protezleri, mekanik özellik, mikrobiyolojik özellik, nanopartikül, silikon elastomer

Silicone elastomers are preferred during the construction phase of maxillofacial prostheses thus their ideal mechanical properties. Silicone elastomers which used in maxillofacial prostheses are requiered to have high tear and tensile strength, ideal elongation percentage and hardness, high compatibility with tissues, and low microbial retention on their surfaces. The purpose of this study is to improve the mechanical and microbiological properties of silicone elastomer by adding various nanooxide particles to silicone elastomer. In the study, a total of four groups were formed together with the control group by adding 2% ZnO, SiO2 and TiO2 by heaviness to the silicone elastomer used in maxillofacial prostheses. In each group, a total of 92 samples were prepared, 11 samples for tensile strength and elongation percentage, 11 samples for tear strength, 11 samples for hardness test, 12 samples in each group for microbiological examination. Tensile strength and elongation percentage test samples were prepared in accordance with ASTM D412 standards, tear strength test samples in accordance with ASTM D624 standards, hardness test samples in accordance with ASTM D2240 standards. Samples of 7 mm diameter and 1 mm thickness were prepared for microbiological study. Tensile stress, elongation percentage, tear stress tests were carried out in Unıversal testing machine (LR 50K Lyodintruments Ltd, Fareham, UK) test device at a constant speed of 500 mm / min. Shore A test stand is used for hardness test. While examining the differences between groups, if the variables did not come from the normal distribution, Mann WhitneyU test was used for two-group comparisons and Kruskal Wallis-H Test for more than two groups. Kruskal-Wallis H-test, in case of the occurrence of significant differences were determined by post-hoc multiple comparison test group difference. Tukey HSD test was performed on the data of the hardness test. As a result of the research, a significant difference was found between the groups in terms of tensile strength, elongation percentage, tear strength and hardness test values (p <0.05). In the tensile strength test results, the highest group was seen in the group with SiO2 (3.35 Mpa ± 0.18), while the lowest was seen in the control group (2.64 Mpa ± 0.27). The tensile strength of the group with TiO2 added (3.22 Mpa ± 0.32) was determined to be higher than the tensile strength of the group with ZnO (2.73 Mpa ± 0.32). The highest value in the elongation percentage test results was 1017,23 for the TiO2 test group, and there was no significant difference between the other groups. In the tear strength test results, the highest value was found in the SiO2 test group (20.84 ± 2.17) and the lowest value in the control group (15.51 ± 1.79). There was no significant difference in tear strength between the group to which TiO2 was added (17.83 N/mm ± 1.61) and the group to which ZnO was added (17.93 N/mm ± 1.93). In the hardness test results, the highest hardness value was detected in the SiO2 group (25.50 N/mm ± 1.53), while the lowest value was found in the group with ZnO (21.85 N/mm ± 0.65). In the evaluation of antimicrobial efficacy, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Candida albicans activities were evaluated, and no antimicrobial efficacy was detected. Keywords: Maxillofacial prostheses, mechanical property, microbiological feature, nanoparticle, silicone elastomer