CHARACTERIZATION AND BIOLOGICAL ANALYSIS OF β-DICALCIUM SILICATE/DICALCIUM PHOSPHATE-BASED CEMENT FOR DENTAL APPLICATIONS
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2024-06
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
This study focuses on synthesizing and characterizing ?-Dicalcium silicate (?-C2S) and Dicalcıum phosphate (DCP)-based composite cements for dental and orthopedic applications. The primary objective is to develop a composite material that balances antibacterial efficacy, cytocompatibility, and mechanical strength. ?-C2S and DCP were synthesized using sol-gel and microwave-assisted wet precipitation methods, respectively. The resulting cements were characterized using X-ray Diffraction (XRD), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), and Thermogravimetric analysis (TGA). XRD analysis confirmed the successful synthesis of pure ?-C2S and DCP phases with no detectable contaminants. SEM images revealed that pure DCP particles exhibited a plate-like structure, while the addition of ?-C2S resulted in a more cross- linked and fibrous microstructure. FTIR spectra identified characteristic peaks corresponding to the chemical bonds in the composite cements. TGA indicated that the composite cements exhibited improved thermal stability compared to pure DCP. Mechanical testing showed that the compressive strength of the composite cements increased with the ?-C2S content, reaching up to 8.19 MPa for the 40% ?-C2S /DCP composite, which is comparable to human cancellous bone. Antibacterial activity tests against Staphylococcus aureus (S. aureus) demonstrated that pure DCP cement loaded with Gentamicin had the highest antibacterial efficacy, while the addition of ?-C2S reduced bacterial growth to varying degrees. Cytocompatibility studies using Saos-2 cell lines indicated that the 20% ?-C2S /DCP composite supported the highest cell viability, with optimal pH levels contributing to enhanced cell growth. Overall, the ?-C2S /DCP composite cements exhibit promising properties for potential use in dental applications, offering a balanced combination of mechanical strength, antibacterial activity, and biocompatibility. Further optimization and in vivo studies are recommended to fully realize the clinical potential of these composite materials.
Bu çalışmada dikalsiyum fosfat (DCP) çimentosu ve onun ?-dikalsiyum silikat (?-C2S) ile kompozitlerinin sentezi ve karakterizasyonu araştırılmıştır. Saf DCP çimentosu ve %20, %30 ve %40 ?-C2S içeren kompozitler çeşitli teknikler kullanılarak hazırlanıp analiz edildi. X-ışını kırınımı testi sonucunda, çimentolarda bruşit ve monetit fazlarının oluşumu doğruladı. Termogravimetrik analizle, saf DCP, %20 ?-C2S/DCP, %30 ?-C2S/DCP ve %40 ?-C2S/DCP için sırasıyla %21,205, %17,368, %11,576 ve %15,890 ağırlık kaybının olduğu görülmüştür. Basınç dayanımı testi %40 ?-C2S/DCP için 8,19 MPa olarak hesaplanmıştır ki bu dayanıklık insan süngerimsi kemiğin basınç dayanımına yakındır. Staphylococcus aureus'a karşı antibakteriyel aktivite, 100 mg/ml konsantrasyonda saf DCP için en yüksek düzeydeydi ancak ?-C2S ilavesiyle azaldı. Saos-2 hücreleriyle yapılan hücre kültürü çalışmaları, 4 ve 7 gün sonra özellikle %20 ve %40 konsantrasyonlarda ?-C2S eklenmesiyle canlılık oranın arttığını gösterdi. Kültür ortamının pH'ı ?-C2S/DCP kompozitleri için 7-8'de sabit kalırken, saf DCP bunu 6 olarak ölçüldü. Bu sonuçlar, özellikle %40 ?-C2S içeriğinde ?-C2S/DCP kompozitlerinin gelişmiş özellikler sunduğunu göstermektedir. Bu çalışmada saf DCP çimentoya kıyasla %40 ?-C2S içeriğinde ?-C2S/DCP’ın mekanik ve biyouyumluluk açısından daha iyi olup ve onları diş ve ortopedik uygulamalar için umut verici malzemeler olduğu görülmektedir."
Bu çalışmada dikalsiyum fosfat (DCP) çimentosu ve onun ?-dikalsiyum silikat (?-C2S) ile kompozitlerinin sentezi ve karakterizasyonu araştırılmıştır. Saf DCP çimentosu ve %20, %30 ve %40 ?-C2S içeren kompozitler çeşitli teknikler kullanılarak hazırlanıp analiz edildi. X-ışını kırınımı testi sonucunda, çimentolarda bruşit ve monetit fazlarının oluşumu doğruladı. Termogravimetrik analizle, saf DCP, %20 ?-C2S/DCP, %30 ?-C2S/DCP ve %40 ?-C2S/DCP için sırasıyla %21,205, %17,368, %11,576 ve %15,890 ağırlık kaybının olduğu görülmüştür. Basınç dayanımı testi %40 ?-C2S/DCP için 8,19 MPa olarak hesaplanmıştır ki bu dayanıklık insan süngerimsi kemiğin basınç dayanımına yakındır. Staphylococcus aureus'a karşı antibakteriyel aktivite, 100 mg/ml konsantrasyonda saf DCP için en yüksek düzeydeydi ancak ?-C2S ilavesiyle azaldı. Saos-2 hücreleriyle yapılan hücre kültürü çalışmaları, 4 ve 7 gün sonra özellikle %20 ve %40 konsantrasyonlarda ?-C2S eklenmesiyle canlılık oranın arttığını gösterdi. Kültür ortamının pH'ı ?-C2S/DCP kompozitleri için 7-8'de sabit kalırken, saf DCP bunu 6 olarak ölçüldü. Bu sonuçlar, özellikle %40 ?-C2S içeriğinde ?-C2S/DCP kompozitlerinin gelişmiş özellikler sunduğunu göstermektedir. Bu çalışmada saf DCP çimentoya kıyasla %40 ?-C2S içeriğinde ?-C2S/DCP’ın mekanik ve biyouyumluluk açısından daha iyi olup ve onları diş ve ortopedik uygulamalar için umut verici malzemeler olduğu görülmektedir."
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Dicalcium phosphate cement, ?-dicalcium silicate, Mechanical strength, Antibacterial activity, Biocompatibility., Dikalsiyum fosfat çimentosu, ?-dikalsiyum silikat, Diş hamuru çimentosu, Karakterizasyonlar
