Metal Dünyası

Çelik

Demir

Maden

Alüminyum

Döküm

E-Dergi SEKTÖRLER HABERLER ÜRÜN TANITIMLARI TEKNİK YAZILAR DOSYALAR RÖPORTAJLAR BAŞARI HİKAYELERİ UZMAN GÖRÜŞÜ YAZARLAR FUARLAR ETKİNLİKLER PROFİLLER Editörden Künye YAYIN KURULU ARŞİV ABONELİK İLETİŞİM
Ortodontik Braket Uygulamaları İçin AISI 316 L Tipi Paslanmaz Çelik Malzemenin Uygunluğu

Zeynep ZEREN / Marmara Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi
Ece Simooğlu SARI / Kocaeli Üniversitesi Hereke Asım Kocabıyık Meslek Yüksekokulu, Makine ve Metal Teknolojileri, Metalurji Programı
Muzaffer ZEREN / Kocaeli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü

 

Özet

Bu çalışmada AISI 316 L tipi östenitik paslanmaz çelik malzemenin ortodontik braket uygulamalarına uygunluğu için biyouyumluluk, mekanik, mikroyapısal özellikleri araştırılmıştır. Bu amaçla sertlik, korozyon, XRD, 3 nokta eğme, WST-1 canlı hücre, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM)’de mikroyapısal karakterizasyon ve  EDX çalışmaları yapılmıştır.

 

Anahtar kelimeler: Ortodonti, braket, AISI 316 L, biyoyumluluk

 

Abstract

In this study, biocompatibility, mechanical and microstructural properties of AISI 316 L type austenitic stainless steel material were investigated for their suitability for orthodontic bracket applications. For this purpose, hardness, corrosion, XRD, 3-point bending, WST-1 live cell, microstructural characterization in Scanning Electron Microscope (SEM) and EDX studies were carried out.

 

Anahtar kelimeler: Orthodontics, bracket, AISI 316 L, biocompatibility

 

1. ORTODONTİK MALZEMELER
Son birkaç yıldır, malzemelerin biyouyumluluğu, dental materyal biliminin kapsamlı, karmaşık ve bağımsız bir disiplini haline gelmiştir. Diş hekimlerinin hangi malzemelerin biyouyumlu olduğunu ve hangilerinin olmadığını bilmesi hastalara uygun bakım ve hizmeti sunabilmeleri açısından önemlidir. Aynı zamanda dental malzemelerin biyouyumlulukları ve toksikolojileri hakkında bilgi sahibi olmak, hem diş hekimlerinin hem de diş teknisyenlerinin malzemelerinin yan etkilerinden korunması bakımından önemlidir [1]. Büyümekte olan bir ortodontik hasta da dahil olmak üzere, tüm hastalar sadece daha iyi bir gülüş estetiği beklememekte, ayrıca tedavi sırasında daha iyi bir estetik görünüm de istemektedirler [2]. Biyouyumlu materyaller, klinik tedavi sürecinde işlevsel özelliklerini korumalı, bulaşıcı hastalıkların gelişmesine neden olmamalı, lokal inflamatuar reaksiyon gelişimine neden olmamalı ve dokuların işleyişini etkilememelidir. Biyolojik uyumluluk, modern tıbbi malzeme biliminde yaygın olarak kullanılan bir terimdir [3]. 

 

2000 yılı aşkın bir süredir çeşitli yeni malzeme ve cihazların kullanımı ile diş hastalarının yaşam kalitelerini arttırmaya yönelik girişimlerde bulunulmaktadır. Köprü yapmak için çekilmiş hayvan ve insan dişleri gibi malzemelerin kullanıldığına dair kanıtlar MÖ 400’e kadar uzanmaktadır. MS 460-370 yıllarında Hipokrat, hastaların etik tedavi anlayışını ortaya atmış ve üzerinde önemle durmuştur. Biyouyumluluk “bir malzemenin vücuttaki belirli bir uygulamada uygun bir biyolojik tepkiye yol açma yeteneği” olarak tanımlanır. Toksikoloji ise, kimyasal, fiziksel veya biyolojik ajanların canlı organizmalar ve ekosistem üzerindeki olumsuz etkilerinin incelenmesi ve bu tür olumsuz etkilerin önlenmesidir. Bir malzemenin toksisitesi, kimyasal yollarla abiolojik sisteme zarar verme yeteneğini tanımlar veya bir malzemenin hücre veya doku ölümüne neden olma doza bağlı potansiyelini tanımlar  [1,4].  Bu nedenle, bir malzemenin biyouyumluluğunu bilmek önemlidir. Aksi takdirde klinik uygulamalarda olumsuz reaksiyonlar meydana gelebilir. Dental biyomateryal bilimi, ağız boşluğu için tasarlanmış materyallerin kullanımıyla ilişkili belirli biyolojik hususlara ilişkin geniş bir bilgi tabanına dayanmalıdır. Bir dental malzemenin biyouyumluluğu aşağıdaki kriterlere dayanmaktadır;

 

1- Pulpa ve yumuşak dokulara zarar vermemelidir.
2- Sistemik bir toksik tepkiye neden olacak şekilde dolaşım sistemine salınabilen ve emilebilen toksik yayılabilir maddeler içermemelidir.
3- Alerjik bir tepkiye neden olma olasılığı yüksek, potansiyel olarak hassaslaştırıcı maddeler içermemelidir.
4- Kanserojen potansiyel taşımamalıdır.

 

Klinik olarak ortodontik materyallerin ağız boşluğundaki sert dokular ve diğer dental malzemelerle olan etkileşimleri hem hastalar hem de doktorlar için sitotoksisiteye  hem de alerjik reaksiyonlara yol açabilmektedir. Ortodontist, yeterli tedavi mekaniği sağlayacak doğru malzeme seçimlerini yapmasına izin verecek ve aynı zamanda onu bu malzemelerin ağız ortamındaki karmaşık etkileriyle başa çıkma bilgisine sahip olmalıdır.

 

Diş hekiminin biyouyumlulukla ilgili potansiyel endişeleri 4 alanda toplanabilir:

1- Hastanın güvenliği:

Herhangi bir diş hekiminin birincil endişelerinden biri, hastaya zarar vermekten kaçınmaktır. Kanıtlar göstermiştir ki, bazı dental malzemelerde, yaygın olmamakla birlikte, reçineler ve simanlar dahil olmak üzere olumsuz reaksiyonlar meydana gelebilmektedir.

2- Diş hekimliği personelinin güvenliği:
Birçok durumda, biyomalzemelerin yan etki riski diş hekimliği personeli için hastadan çok daha yüksektir. Klinik personeli, malzemelere kronik olarak maruz kalabilir (Örneğin; Amalgam – Cıva buharı, Lateks ve reçine bazlı malzemelere kronik maruz kalma).

3- Mevzuata uygunluk sorunları:
Biyouyumluluk sorunları, diş hekimliği uygulamalarını etkileyen düzenlemelerle yakından bağlantılıdır (Örneğin; Diş amalgamı, cıva ile ilgili biyolojik kaygılar). 

4- Yasal Sorumluluk:
Biyouyumluluk sorunları nedeniyle, dental malzemeler hastaların sağlığını etkileyebileceğinden, uygulayıcılar bu materyalleri kullanırken yasal bir risk de üstlenirler [4-6].

 

Biyouyumlu malzemeler, yaşam boyu işlevsel özelliklerini korumalarını sağlarken, bulaşıcı hastalıkların gelişmesine neden olmamalıdır. Ayrıca bu tür malzemeler, lokal inflamatuar reaksiyon gelişimine neden olmamalı ve dokuların işleyişini etkilememelidir. Modern tıpta, çeşitli elementlerin ve parçaların biyolojik sıvılar, vücudun yumuşak ve sert dokuları ile etkileşime girdiği bilinmekte olup, biyoteknolojik ürünler ve sistemler yaygın olarak incelenmektedir. Bu tür malzemeler, biyolojik çevre ile belirli bir düzeyde uyumluluk sağlayan belirli bir biyolojik, fiziksel-kimyasal, tıbbi ve teknik özelliklere sahip olmalıdır. Son yıllardaki biyomedikal malzeme ve teknolojiler alanındaki araştırmalar; malzemelerin biyolojik sıvılar ve dokularla etkileşim süreçlerinin incelenmesi, belirli biyouyumluluk parametrelerinde yüzeylere sahip malzemelerin üretimi için yöntemlerin geliştirilmesi, kantitatif yöntemlerin oluşturulması üzerinde yürütülmektedir, Metalik biyomalzemelerin biyouyumluluğunu ve işlevselliğini belirleyen ana avantajı, malzemenin antikorozif özellikleridir. Örneğin, 316L paslanmaz çelik, özellikle ortopedik ve ortodontik cihazlar olarak, fizyolojik ortamlarda yüksek düzeyde mekanik dayanıma ve korozyona sahiptir [7,8].

2. ORTODONTİK PASLANMAZ ÇELİK MALZEMELER
Ortodonti pratiğinin ilk yıllarında, apareyler (ortodontik tedavi bitiminde dişlerin tekrar bozulmaması için dişlerin arka yüzeylerine yapıştırılan ince teller) esas olarak değerli metallerden yapılmıştır. Ancak 1929 yılında östenitik (18/8) paslanmaz çelik malzemeden sert çekilmiş ark teli tanıtılmıştır. 1930’ların başlarında, paslanmaz çelik tavlanmış bir şerit formunda da üretilmiştir. Yıllar geçtikçe, ortodontik uygulamalar için paslanmaz çeliğin daha iyi olduğu kanıtlanmıştır. Paslanmaz çeliklerin üstünlüğü öncelikle düşük maliyeti, yüksek mukavemeti, yüksek elastiste modülü, iyi şekillendirilebilirlik ve ağız içerisindeki yüksek korozyon direncidir. Sonuç olarak bu avantajlara sahip paslanmaz çelik malzeme ortodontistler tarafından kabul görmüştür. Halen paslanmaz çelikler braketler ve ark telleri yaygın olarak kullanılmaktadır. [9]. Yüksek korozyona direncine sahip paslanmaz çelik aynı zamanda braket malzemesi olarak seçilebilir. Ancak paslanmaz çeliklerdeki nikel içeriği dikkate alındığında; nikel alerjisi olan hastalarda kullanımına dikkat edilmesi gerekir.  Bu durumda daha yumuşak tabanlı geleneksel paslanmaz çelik braket bileşeni, daha sert yuva/kanat bileşeni ve uygun tork değeri seçilmelidir [10]. 

 

Paslanmaz çelikten üretilmiş, ark telleri, braketler, molar bantlar o günümüz ortodontisinde yaygın kullanılan malzemelerdir. Ortodontik alandaki bu alaşımın geçmişi, piyasaya ark teli üretimi için bir malzeme olarak sürüldüğü 1920’lerin ortalarına kadar uzanmaktadır. Alaşım o zamandan beri büyük popülerlik kazanmıştır. Bu malzemenin geliştirilmesiyle, ortodontistler arasında daha da yaygın kullanımına yol açmıştır. Paslanmaz çeliğin ortodontide birçok kullanımı vardır [11]. Paslanmaz çelik, çok genel anlamda, korozyona direnci özelliği kazandıran krom, nikel ve diğer elementlerden oluşan bir demir karbon alaşımdır. Piyasada birçok farklı paslanmaz çelik alaşımı vardır. Paslanmaz çelikler; östenitik,  martensitik, ve ferritik olmak üzere genelde üç ana gruptadır [12-15],  Ortodontide en yaygın kullanılan, 18/8 (%18 krom, %8 nikel, %0,2 karbon) östenitik tipteki paslanmaz çelikler alaşımıdır [16]. Diş hekimliğinde yaygın kullanımı alanı bulan paslanmaz çeliğin en önemli özelliği korozyon direnci olup bu özellik, paslanmaz çelik içerisinde yer alan kromdan kaynaklanmaktadır. Bu baz metal oldukça reaktiftir ve çelik yüzeyini dış ortamın korozif etkilerinden koruyan pasif bir film oluşturur. Çelik malzeme yüzeyinde oluşan bu kromoksit (Cr2O3) filmi, ortamın saldırılarına karşı malzemeyi dirençli kılar, böylece olası korozyonu önler [16].

 

3. ORTODOTİK BRAKETLER
Ortodontik braketler, ark telinden dişlere doğru kuvveti iletmek için önemli bir bileşendir. Braketlerin doğru sertlik ve mukavemete sahip olması gerekir. Sürtünme direncini azaltmak için düzgün bir ark teli yuvasına ve plak birikimini azaltmak için “pürüzsüz bir yüzeye” sahip olmaları gerekir. Braketler, aktif bileşenlerden gelen kuvveti dişlere iletmek için kulp görevi görür [17]. 

3.1. Ortodontik Braketlerin Sınıflandırılması
Ortodontik braketleri genel olarak 4 grupta sınıflandırmak mümkündür.

Teknik Tabanlı Sınıflandırma: 
1. Lingual braketler
2. Şerit kemer braketleri
3. Kenar parantez braketleri
4. Uç kenar parantezleri

 

Dişe Bağlanma Şekline Göre Sınıflandırma:
1. Kaynaklanabilir braketler
2. Yapıştırılabilir braketler

 

Braket Yuvasına Göre Sınıflandırma:
1.Yatay yuva braketleri
2. Dikey yuva braketleri

 

Tele Sabitleme Konumuna Göre Sınıflandırma: 
1.  Diş parantez kendini bağlama braketi
2. Ligasyon (Ortodontik tedavi bitiminde dişlerin tekrar bozulmaması için dişlerin arka yüzeylerine yapıştırılan ince teller) gerektiren braketler

 

Her sınıflandırma grubunda yer alan braketlerin birbirlerine göre avantajları ve dezavantajları vardır. Ortodontist, mevcut vaka için en uygun olanı ve aynı zamanda hastanın estetik gereksinimlerini de karşılayacak braketi seçmesi gerekecektir [17]. Paslanmaz çelik braket kullanan hastalarda seramik esaslı braket kullananlara göre daha az plak birikimi olduğu gözlemlenmiştir. İstatistiksel olarak kanıtlanmamakla birlikte,  bu durum braketlerdeki yüzey özelliklerinin farklılığına, pürüzlük katsayısına bağlanabilir. Ayrıca günde iki kez dişlerini fırçalayan hastalarda, günde sadece bir kez dişlerini fırçalayan hastalara kıyasla daha az plak tutma gözlenmiştir [18].

 

Literatürde, net yönergeler olmamakla birlikte, önerilen bağlanma kuvvetleri çoğunlukla teorik olmakla birlikte, iyi bir ortodontik biyomalzeme, hastanın tedavi sürecinde çiğnemeyi sürdürebilmesi için iyi bir yapışmaya izin vermelidir. Öte yandan, yapışma kuvvetleri çok güçlü de olmamalıdır. Braketin çıkarılması (debonding) sonrasında dişte mine kaybının önlenmek için yapışma kuvvetinin, teorik olmakla birlikte, bir ortodontik braket için, 5–50MPa arasında olması uygun olur [19].

 

Bildiği gibi, mevcut ortodontik tedavi; yapışkanla tutturulmuş ortodontik apareyler kullanılarak dişlerin hizalanmasını ve hareket ettirilmesini içerir (Şekil 1A). Ortodontik braketleri dış labial diş yüzeylerine yapıştırmak için genel olarak dental kompozitler ve reçineler kullanılır (Şekil 1B). Tedavi tamamlandıktan sonra, belki aylar hatta yıllar sonra, braketler ve dental materyallerin çıkarılması gerekecektir (Şekil 1C) [20].

 

Frezlerin konik yivleri (Şekil 2), dönme yönünde 52°’lik bir açıya ve frezlerin eksenine göre 20°’lik bir yarı dik açıya sahiptir. Bu açıların, frezenin emaye ile karşılaştığında/karşılaştığında diş yüzeyinde oluşabilecek olası hasarı sınırladığı ileri sürülmüştür [20]. Braketlerin ayrılmasından sonra mine yüzeyinde artık yapışkan kalabilir (Şekil 3). Braketler usulüne uygun olarak özenle çıkarılmadığında, bu kalıntı malzeme, potansiyel olarak reçine/mine arayüzünde lekelenmeye neden olabilir. Braket çıkarıldıktan sonra kalan yapışkanın diş yüzeyinde oluşturduğu hasar görüntüsü Şekil 3’de verilmiştir.

Bu durum, biyofilm birikimine yol açarak, minenin yüzey pürüzsüzlüğünü olumsuz etki edebilir. Bazı klinik vaka raporları, braketlerin diş yüzeyinden ayrılmasından sonra kalıntı yapıştırma materyalin çıkarılmasına yönelik klinik prosedürleri göstermektedir. Bir klinik çalışmada, kalıntı yapışkan malzemeyi çıkarmak için su soğutmalı ince konik elmas frez kullanıldıktan sonra mine yüzeyi opalustre (Opalustre; suda çözünür bir bazda silikon karbid mikropartikülleri içeren, viskoz bir %6,6 hidroklorik asit patıdır. Bu kombinasyon hafif mekanik abrazyonla birlikte kimyasal leke giderme sağlar. 0,2 mm altında derinliğe sahip, görünümü bozan mine dekalsifi kasyon defektlerini hızla çıkarmak için kullanılır) mikroaşındırıcı bileşik ile işlenmiştir. İşlemin üzerinden bir hafta geçtikten sonra, dört hafta boyunca özel olarak oluşturulmuş %10’luk karbamid peroksit kullanılarak gecelik diş beyazlatma işlemi başlatılmıştır. Diğer klinik çalışmalarla doğrulanmamakla birlikte, uygulanan bu mine mikroabrazyon tekniğinin, mine yüzeyinin parlatılmasında ve beyazlatma ile ilişkili diş estetiğinin yeniden sağlanmasında etkili olduğu gösterilmiştir (Şekil 4) [21].

Şekil 5 ve Şekil 6’da braket uygulama örnekleri verilmiştir.

 

Önerilen bazı braket bağlantı açıları teorik değerler olup, oldukça değişkenlik göstermekle birlikte; geleneksel paslanmaz çelik ortodontik braketler için; 0,018 inçlik ( 0.457 mm) bir paslanmaz çelik braket yuvası ile bağlantı açısı 4 - 31 derece arasında,  0,022 inç (0.5588 mm) paslanmaz çelik braket yuvasında, angajman açısı 6-18 derece arasında değişebildiği, uygun olabileceği rapor edilmiştir [28].

3. MALZEME VE YÖNTEM
3.1. MALZEME SEÇİMİ

Çalışmada kullanılan ve Jyoti Steel Industries Firmasından (Hindistan) ticari olarak temin edilen 20 mm çapındaki çubuk olarak şekillendirilmiş AISI 316 L paslanmaz çelik malzemenin kimyasal bileşimi Tablo 1’de verilmiştir.
Çalışmalarda kullanılan paslanmaz çelik malzemenin; uluslararası standartlarda (ISO/DIS 22674.2 Dentistry — Metallic materials for fixed and removable restorations and appliances) tanımlı olan;

 

5.2 Tehlikeli elementler: 
5.2.1 Kabul edilen tehlikeli elementler: Bu Uluslararası Standardın amaçları doğrultusunda nikel, kadmiyum, berilyum ve kurşun elementleri tehlikeli elementler olarak tanımlanır. 
5.2.2 Tehlikeli elementler: kadmiyum ve berilyum için izin verilen limitler; Metalik malzemede %0,02’den (kütle oranı) yüksek kadmiyum veya berilyum içermemelidir. 
5.2.3 Kurşun için izin verilen sınır; Metalik malzeme %0,1’den (kütle oranı) fazla kurşun içermemelidir [29] koşullarını sağladığı, dental açıdan tehlikeli, olumsuz bir biyolojik etki yaratma potansiyeli olarak bilinen elementleri içermediği [30], anlaşılmaktadır.

 

Ayrıca, deneysel çalışmalarda kullanılan paslanmaz çelik malzemenin; ISO 21850-1 standardında tanımlı olan, östenitik paslanmaz çelik paslanmaz çelik; tipik olarak %0,2’den az (kütle oranı) C, en az %16 (kütle oranı) Cr, tipik olarak yaklaşık %18 (kütle oranı) Cr ve %8’in üzerinde (kütle oranı) olmalıdır koşunu da [31] sağladığı anlaşılmaktadır.

 

3.2. YÖNTEM
3.2.1. Sertlik Çalışması

Sertlik ölçümü için Microbul 1000-DN marka Vickers sertlik cihazı kullanılmıştır. Ölçümler, 0,05 kgf yük altında 10 s süre ile gerçekleştirilmiştir. Paslanmaz çeliğin 264 HV sertliğe sahip olduğu tespit edilmiştir. Yapılan bazı çalışmada diş minesinin sertliği 270-360 HV arasında olarak belirlendiği [32,33] dikkate alındığında; çelik braket malzemesinin diş minesi üzerinde kayarak hareket etmediği sürece zarar vermeyeceği değerlendirilmiştir.

 

3.2.2. Korozyon Çalışması
Ortodontik paslanmaz çelik malzemeler genellikle korozyona dayanıklı olduğu kabul edilir. Ancak ağız boşluğunda lokalize korozyon meydana gelebilir [9]. Bu çalışmada östenitik paslanmaz çelik numunelerin, ağız içerisindeki tükürük sıvısına benzer özellik göstermesi bakımından serum fizyolojik sıvı içerisindeki korozyon davranışı Ametek marka VersaStat 4 model potantiyostat/galvanostat tarafından kontrol edilen üç elektrotlu bir hücre kullanılarak incelenmiştir. AISI 316 L paslanmaz çeliğin Tafel eğrisi Şekil 7’de verilmiştir. Yapılan korozyon testinde AISI 316 L Paslanmaz çeliğin serum fizyolojik sıvı içerisindeki ortamında 1 saat bekletme süresi sonucunda Tafel ve lineer polarizasyon yöntemi ile elde edilen korozyon karakteristiği Şekil 7’de verilmiştir. 316L paslanmaz çelik içeriğindeki krom elementinin etkisi ile sıvı ortam içerisinde yüzeyde pasif film oluşturmaktadır. Pasif film klora karşı duyarlı olduğu için potansiyel sabit olmasına rağmen akım artması ile aktif yüzey yani korozyon oluşmaktadır. Aktif yüzey bozulma olduğunu gösteriyor ancak bir süre sonra potansiyel artarken akımda azalma olduğundan yüzeyde tekrar pasif film meydana gelerek paslanmaz çeliğin korozyona karşı direnç sağladığı görülmektedir. Ecorr: 200 mV, Icorr:  1x10-17 μA.

3.2.3. X-Işını Kırınım Yöntemi (XRD) Çalışması
XRD analizi ile faz tayininin yapılabilmesi amacıyla Rigaku SA-HF3 marka cihaz kullanılmıştır. 40 kV ve 20 mA ile gerçekleştirilen analiz kapsamında oluşan Cu(Kα) ışınları 1,5406 Å dalga boyuna sahiptir (λ=1,5406 Å) ve ölçümlerde tarama alanı olarak 3-120°, tarama hızı olarak ise 1°/dk seçilmiştir. 316 L Paslanmaz çelik malzemenin XRD sonucu Şekil 8’de verilmiştir.

XRD çalışması sonrasında, kullanılan malzemenin östenitik tipte bir paslanmaz çelik olduğu görülmektedir. Şekil 8 incelendiğinde numunenin yalnızca yüzey merkezli kübik (YMK) ostenit demire ait pikler verdiği tespit edilmiştir. 

     
3.2.4. Üç Nokta Eğme Testi Çalışması
Dental uygulama sonrasında, hastanın braketi kullandığı süre boyunca paslanmaz çelik malzemenin çekme ve basma gerilmeleri altında şekil değiştirmeye zorlanacağı dikkate alınarak, tokluğunu belirlemek için 3 nokta eğme testi ASTM E290 standardına göre [34] Besmek marka cihazda gerçekleştirilmiştir. Üç nokta eğme testi sonucu Şekil 9’da verilmiştir. Eğme testi, özel düzenek kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çene ilerleme hızı 0,4 mm/dak olacak şekilde ayarlanmıştır.

 

Şekil 9’dan paslanmaz çelik numunenin eğme gerilmesi altında zorlandığında, maksimum 7 mm seğim (orta noktadan çökme) gösterebileceği anlaşılmaktadır. 

3.2.5. Biyouyumluluk Testi
Kullanılan 316 L paslanmaz çelik malzemenin biyouyumluluk özelliklerinin incelenmesi Kocaeli Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı Laboratuvarı’nda Sanyo MCO-20AIC CO2 Incubator cihazında gerçekleştirilmiştir. Numunelerin biyouyumluluk testleri %1 Pen/Strep, %10 FBS içeren L-DMEM kültür ortamında yapılmıştır. Takip edilen Biyouyumluluk testi süreçleri Şekil 10’da ve WST-1 test sonuçları Şekil 11’de verilmiştir. 

 

24 saatlik biyouyumluluk testi sonra 316l paslanmaz çelikte 11336 adet canlı hücre oluştuğu tespit edilmiş olup, 316L tipi östenitik paslanmaz çelik malzemenin ortodontik braket uygulamaları için uygun bir malzeme olduğu gösterilmiştir.

3.2.6. Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) Çalışması
Çalışma kapsamında paslanmaz çelik numunenin görüntüleri JEOL marka JSM-6060 model taramalı elektron mikroskobu kullanılarak çekilmiştir (Şekil 12).

 

Literatürdeki paslanmaz çelik implantlar üzerine yapılmış bazı çalışmalarda tespit edilenlere benzer hücre morfolojisi [35]  varlığı gözlemlenmiştir.

3.2.7. Enerji Dağılım X-Işını (EDX) Analiz Çalışması
Paslanmaz çelik numunelerin 1. Bölgesine (siyah renkli bölge)  ve 2. Bölgesine (açık gri renki bölge) enerji dağılım x-ışını spektrometresi (EDX) analizi de yapılmıştır (Şekil 13). 
1. Bölgesinin (siyah renkli bölge) EDX analizinde hücre oluşumuna işaret güçlü sodyum, potasyum, kalsiyum ve klor iyonları tespit edilmiştir.
2.  Bölgesinin (açık ri renkli bölge) EDX analizinde paslanmaz çelik matrisinden gelen güçlü Fe, Cr, Ni, Mn pikleri tespit edilmiştir.
3.2.8. Işık Mikroskobu Çalışması
Paslanmaz çelik numunenin parlatılmış ve dağlanmış konumdaki görüntüleri Nikon marka optik mikroskopla çekilmiştir. Paslanmaz çeliğin V2A ile 3 dk dağlama sonrası ortaya çıkan tipik östenitik mikroyapı görseli Şekil 14’de verilmiştir. 

4. SONUÇLAR VE ÖNERİLER
Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda; özellikle biyouyumluluk, mekanik, mikroyapısal özellikleri dikkate alındığında AISI 316 L tipi östenitik paslanmaz çelik malzemenin ortodontik braket uygulamaları için uygun bir malzeme olduğu anlaşılmaktadır. Halen devam etmekte olan bir projenin başlangıç çıktılarını kapsayan bu çalışma referans alınarak; ileride söz konusu paslanmaz çelik malzemenin üzerine farklı kaplamalar yapılarak biyouyumluluk ve mekanik özelliklerinin geliştirilmesi planlanmıştır. 

 

TEŞEKKÜR
FDK-2021-2601 Numaralı, “AISI 316L Tipi Paslanmaz Çeliklerde Borlamanın Biyouyumluluk Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi” başlıklı, halen devam etmekte olan proje desteği için yazarlar Kocaeli Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon birimine teşekkür ederler.

 

KAYNAKÇA
[1] Khurshid A. Rishabh G. Anish G.Nalini J. “Toxicology and Biocompatibility of Dental Materials: A Review”,  Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, ISSN: 0975-8585. RJPBCS Volume 3 Issue 4 Page No. 1091, (2012).
[2] Ashish K. Ragni T., Aftab A., Rohit K., Madhvi B. “Recent advancements in orthodontic brackets - A review” Indian Journal of Orthodontics and Dentofacial Research;3(3):129-135. DOI: 10.18231/2455-6785.2017.0026, (2017).
[3]  Veaceslav N., Lidia B., Andrada A., “316L Stainless Steel Alloys for Orthodontic Application: Effect of Fluorinated Toothpaste on the Corrosion Behavior in Human Saliva” Int. J. Electrochem. Sci., 15, 9568 – 9578, doi: 10.20964/2020.10.17. (2020).
[4] W. Elshahawy a,*, I. Watanabe, “Biocompatibility of dental alloys used in dental fixed prosthodontics”  Tanta Dental Journal, 11 150-159, (2014).
[5]  Amoli S., Nidhin P., Siddarth S., Shravan S., “Biocompatibility In Orthodontics”, European Journal of Molecular & Clinical Medicine ISSN 2515-8260 Volume 07, Issue 07, (2020).
[6] Manu R., “An Overview of Biocompability of Orthodontic Materials”., JIOS Vol. 2, No.2, 27-32, (2008).
[7] Keun O., Sung-Uk C., Kwang K., Kyoung K., “A stainless steel bracket for orthodontic application”, European Journal of Orthodontics (27), 237–244, doi:10.1093/ejo/cji005, 237,244. (2005).
[8] Rosana V., Roney B., “A new stainless steel wire for orthodontic purposes”, Dental Press J. Orthod, 16(4):55-59, (2011).
[9] Keun O., Young K, Yong P.,Kyoung K.,“Properties of Super Stainless Steels for Orthodontic Applications”, Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomaterials • May 2004183-194.
[10] Haris K.,” Orthodontic Brakets Selections, Placement and Debonding, ISBN-13: 978-1508936275 ,ISBN-10: 1508936277, CreateSpace Independent Publishing Platform, North Charleston
[11] Keun O., Sungk C., Kwang K., Kyoung K., “A stainless steel bracket for orthodontic application” PMID, DOI: 10.1093/ejo/cji005.   27(3):237-44, ( 2005).
[12] Thyssennkrupp, “Stainless Steel” https://ucpcdn.thyssenkrupp.com/_legacy/UCP thyssenkruppBAMXNA/assets.files/tkmna_com/stainlesssteel_brochurenew.pdf
[13] ESAB, Stainless Steel Technical Handbook, https://www.alas-kuul.ee/media / wysiwyg/CMS/Stainless%20handbook.pdf,  
[14] Outokumpu, “Handbook of Stainless Steel”, http://www.steel-stainless.org/media /1546/ outokumpu-stainless-steel-handbook.pdf.,(2013).
[15] ISO/DIS 22674.2:2013(E), “Dentistry — Metallic materials for fixed and removable restorations and appliances”, ISO/TC 106/SC 2.
[16] Santander S., Claudia M., Ossa L., “Stainless Steel: Material Facts for the Orthodontic Practitioner”, Revista Nacional de Odontología / Volumen 11, Número 20 / enero-junio doi: http://dx.doi.org/10.16925/od.v11i20.751, (2015).
[17]  Kannan M.S.,.Nandhini K., Padmavati R., “ Brackets In Orthodontics”,  European Journal of Molecular & Clinical Medicine ISSN 2515-8260 Volume 07, Issue 2, 6413-6422, ( 2020).
[18] Reshma M.,  Navaneethan R., “Evaluation of Plaque Retention in Stainless Steel and Ceramic Brackets – A Qualitative Comparative StudyBiosc.Biotech.Res.Comm. Special Issue Vol 13 No 8, Pp-116-120, (2020).
[19] Scribante A., Contreras R., Montasser A., Pekka K.,“Orthodontics: Bracket Materials, Adhesives Systems, and Their Bond Strength”, BioMed Research International, , Article ID 1329814, 3 pages. http://dx.doi.org/10.1155/2016/1329814. (2016).
[20] BioSpin Bruker, “The role of micro-CT in orthodontic bracket removal procedures” ,  NMR, EPR and Imaging Jun 28 2021, https://www.news-medical.net/whitepaper/20210628/The-role-of-micro-CT-in-orthodontic-bracket-removal-procedures.aspx
[21]   Martínez L., Garcovich D.,  Pamplona E.,  Adobes M., Adobes M.,“Compliance with the ISO 27020:2019 norm of a sample of currently available preadjusted Orthodontic bracket systems. Are the actual dimensions as expected?”, Head & Face Medicine 17/1, (2021), 
[22] https://everett-orthodontics.com/types-of-braces/
[23] https://atlantisdis.com/ortodonti/
[24] https://www.orthotechnology.com/shop/metal-brackets/pinnacle-stainless-steel-brackets /pinnacle- stainless-steel-brackets-10-packs-mbt/
[25] Keun O., “A stainless steel bracket for orthodontic application”, PMID: 15947222, DOI: 10.1093/ejo/cji005.
[26] https://www.dontalia.com/metal-brackets-logic-line-roth-022-replacement.html
[27] “Self-ligating orthodontic bracket and devices for deploying same” United States of America Patent no: 8469704,APP Pub No: 20100178629A1, (2013). 
[28] Archambaulta A., Lacoursierea R., Badawib H., “Torque Expression in Stainless Steel Orthodontic Brackets, Angle Orthodontist”, Vol 80, No 1, 201-210., DOI: 10.2319/080508-352.1, (2010).
[29] ASTM_E290-14 “Standard Test Methods for Bend Testing of Material for Ductility”, https://www.scribd.com/document/403065841/ASTM-E290-14. (2015).
[30] ISO 22674:2022(E), Third edition 2022-08, “Dentistry-Metallic materials for fixed and removable restorations and Appliances”, (2022).
[31] ISO 21850-1:2020(E) First edition 2020-04 “Dentistry-Materials for dental instruments,Part 1:Stainless steel”, (2020).
[32]  Chun J, HH Choi H., Lee H.,  “Comparison of mechanical property and role between enamel and dentin in the human teeth”,  Journal of Dental Biomechanics”, DOI:10.1177/1758736014520809, Page 1-7, (2014).
[33] Gutiérrez M., Gasgaa R., “Microhardness and Chemical Composition of Human Tooth”, Vol. 6, No. 3, (2003).
[34] ASTM:E290-14,“Standard Test Methods for Bend Testing of Material for Ductility”, (2014).
[35] Roguskaa A., Hiromotoa S.,Yamamotoa A., “Collagen immobilization on 316L stainless steel surface with cathodic deposition of calcium phosphate”, Applied Surface Science, 257, 5037–5045.(2011).

Paylaş Tweet Paylaş
3266 kez okundu
GÜNCEL YAZILAR
Şamot Tuğla Harcı, Perlit ve Diatomitten Alümina-Silika Esaslı Kompozit Aerojel Tozu Üretimi
* Production of Alumina-Silica Based Composite Aerogel Powder from Chamotte Brick Mortar, Perlite and Diatomite   Özge Kılınç / Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakü DEVAMI...
Yapay Zekâya Genel Bakış ve Otomotiv Endüstrisinde Yapay Zekâ Örnekleri
* Overview of Artificial Intelligence and Examples of Artificial Intelligence in Automotive Industry   Betül KARACİL, Erdinç EFENDİ CPS Pressform San. ve Tic. A.Ş. & DEVAMI...
Proses Modelleri ile Yassı Şerit Malzeme Haddelemenin Temel Esasları ve Modellerin Önemi
*Basic Fundamentals of Steel Rolling Process with Models and the Significance of Models   Kemal ERKUT Elektrik Kontrol & Otomasyon Müh. e-posta: kemalerkut@gmail.com   Özet DEVAMI...
Otomotiv Sektöründe Kullanılan DD13 Düşük Karbonlu Sacların Derin Çekme Metodu ile Şekillendirilmesi
*Forming of DD13 Low Carbon Sheets Used in Automotive Industry by Deep Drawing Method Arzu ALTINPINAR / CPS Pressform San. Tic. A. Ş.   Özet Derin çekme, sac metal şekillendirmede DEVAMI...
Endodontik Eğelerde Meydana Gelen Kırılmalar ve Etkileri
*Fractures Occurring in Endodontic Files and Their Effects Zeynep ZEREN / Medicalpark Pendik Ağız ve Diş Sağlığı Hastanesi, İstanbul Muzaffer ZEREN / Kocaeli Üniversitesi Mühendislik Fak&uu DEVAMI...
Mikropor Mng-Pro Serisi Basınç Salınımlı Adsorpsiyon (Psa) Tipi Azot Jeneratörleri
Tuğba MEMİLİ / MİKROPOR MAK. SAN.TİC.A. Ş / Ar-Ge Müdürü - tugba.memili@mikropor.com Berkay COŞKUN / MİKROPOR MAK. SAN.TİC.A.Ş. / Ar-Ge Uzman Yard - berkay.coskun@mikropor.com   DEVAMI...
Yüksek Basınçlı Soğutmalı Tip Hava Kurutucuları & Yüksek Basınçlı Hava Filtreleri Mikropor Mk-Hp Serisi & Hp Serisi
Tuğba MEMİLİ / MİKROPOR MAK. SAN.TİC.A. Ş / Ar-Ge Müdürü - tugba.memili@mikropor.com Berkay COŞKUN / MİKROPOR MAK. SAN.TİC.A.Ş. / Ar-Ge Uzman Yard - Berkay.Coskun@mikropor.com   DEVAMI...
Seçici Lazer Ergitme Yöntemi (SLM) ile Eklemeli İmalat
*Additive Manufacturing With Selective Laser Melting Method (Slm)   Muzaffer ZEREN / Kocaeli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Böl&uu DEVAMI...
Yağ Buharı Ayrıştırıcı Mikropor Carbolescer Serisi
Tuğba MEMİLİ / MİKROPOR MAK. SAN.TİC.A. Ş / Ar-Ge Müdürü - tugba.memili@mikropor.com Berkay COŞKUN / MİKROPOR MAK. SAN.TİC.A.Ş. / Ar-Ge Uzman Yard - Berkay.Coskun@mikropor.com   DEVAMI...
Şerit Haddelemede Bısra Etkisi ve Gaugemeter Kalınlık Düzeltme Fonksiyonu*
Bisra effects on the Flat Hot Strip Rolling Mills and Gaugemeter AGC Strip Thickness Correction   Kemal ERKUT Elektrik Kontrol & Otomasyon Müh., kemalerkut@gmail.com   &Oum DEVAMI...
Suni Yaşlandırmanın AA6082 ve AA6056 Alaşımlarının Mekanik Özelliklerine Etkisi*
*The Effect of Artificial Aging on Mechanical Properties of AA6082 and AA6056 Alloys   Dilek DENİZ / Sistem Alüminyum San. ve Tic. A.Ş. 59930 Ergene/Tekirdağ, Türkiye Nil TOPLAN / Sak DEVAMI...
Düşük Enerjili Kimyasal Hava Kurutucu -Mikropor MMD-VP Serisi-
Tuğba MEMİLİ / MİKROPOR MAK. SAN.TİC.A. Ş / Ar-Ge Müdürü - tugba.memili@mikropor.com Burcu Aslı ÖZGÜMÜŞ / MİKROPOR MAK. SAN.TİC.A.Ş. / Ar-Ge Uzmanı  - Burcu.Ozgumus@ DEVAMI...
Termal Kütle Teknolojisi İle Çalışan Basınçlı Hava Kurutucuları
Tuğba Memili / Ar-Ge Müdürü  Günümüzde, üretim fabrikalarında enerji kaynağı olarak basınçlı hava kullanımı gün geçtikçe artmaktadı DEVAMI...
Diş Hekimliğinde Akıllı Malzemelerin Gelişimi
Zeynep ZEREN / Marmara Üniversitesi, Diş Hekimliği Fakültesi, Diş Hekimliği Bölümü Muzaffer ZEREN / Kocaeli Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Metalurji ve Mal DEVAMI...
İkincil Alüminyum Üretimi Özelinde İkincil Metal Üretimi ve Metalurji Mühendisliği: Değişimler-Etkileşimler*
*Secondary Metal Production -based on secondary aluminium production- and Metallurgical Engineering: Evolutions-Interactions   Erman Car Metalurji Mühendisi   ÖZET Sanayi DEVAMI...
22MnB5 Çeliğinin Sıcak Şekillendirme Prosesinde Kalıpta Soğutma Süresinin Optimizasyonu*
*Optimization of the Mold Cooling Time in a Hot Stamping Process of 22Mnb5 Steel   Prof. Dr. Nihat Akkuş / Marmara Üniversitesi Özgür Yurtgan, Serkan Alan, Alkan Özcan, DEVAMI...
Üretimde Paradikma Değişikliği: 3D Eklemeli İmalat
Muzaffer ZEREN / Kocaeli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü Neşe Çakıcı ALP / Kocaeli Üniversitesi Mimarlık ve T DEVAMI...
Mikropor Modüler Basınçlı Hava Kurutucusu -MMD Serisi-
Tuğba MEMİLİ / AR-GE Müdürü Burcu Aslı ÖZGÜMÜŞ / AR-GE Dokümantasyon Sorumlusu     Basınçlı hava, kompresörler aracılığıyla üretilmekte DEVAMI...
Mikropor Carbolescer
Tuğba MEMİLİ / AR-GE Müdürü Burcu Aslı ÖZGÜMÜŞ / AR-GE Dokümantasyon Sorumlusu   Uygulamaya göre, basınçlı havada bulunması gereken minimum partik DEVAMI...
Enerji Tasarrufu Sağlayan Kimyasal Hava Kurutucu -Mikropor Mmd-Vp Serisi-
Tuğba MEMİLİ / AR-GE Müdürü Burcu Aslı ÖZGÜMÜŞ / AR-GE Dokümantasyon Sorumlusu   Basınçlı havada buhar halinde su (nem) bulunmaktadır Su, pnömatik DEVAMI...
Metal 3D Baskı - Tasarımdan Üretime Süreç
Ömer Faruk Kocaoğlu - digiMODE Eklemeli imalat süreci, geleneksel imalat süreçlerine benzer aşamalar içermektedir. Bu yazıda baştan sona bir eklemeli imalat süreci DEVAMI...
En Çok Okunanlar Son Eklenenler
Döküm Demir / Çelik Otomotiv Sanayi
YAYIN AKIŞI
FACEBOOK
TWITTER
INSTAGRAM