Micro/nano analysis of tooth microstructures by Focused Ion Beam (FIB) cross-sectioning

Bilim ve teknoloji alanlarındaki hızlıgelişmeler, görüntüleme ve kimyasal analiz için çok hassas ve kesin sonuçlaraulaşan elektron mikroskoplarının kullanım gereksinimi de beraberindegetirmektedir. Özellikle ülkemiz için yeni bir teknoloji olan odaklanmış iyondemeti (FIB) farklı bilim dalları için bölgesel içyapı analizi, görüntüleme,aşındırma, depolama, mikroişleme, prototipleme gibi farklı işlemleri eşzamanlıyürütebilen yaygın ve pratik bir yöntemdir. Diş dokularının sert ve kırılganolmasından kaynaklı olarak bu malzemelerin ultramikrotomi veya diğer metotlarlakesitlenmesi ve bunu takiben içyapılarının detaylı analizi, mekanik kesicialetlerin dayanımı yetersiz kaldığından problem yaratmaktadır. Bu türmalzemelerin mikroyapılarının iki ve üç boyutta özellikle bölgesel ve istenilengeometride incelenmesi için FIB-SEM çift demet platformların kullanılması enuygun çözümdür. Çift demet platformlarında bulunan FEG-SEM kolonları iyonprosesleriyle eşzamanlı olarak yüz binlerce kez büyütmelere ve 1-2 nm çözünürlüğevarabilen görüntüleme ve elementer analiz imkânı sağlamaktadır. Bu çalışmada, FIB-SEM platformlarınınkullanılması sayesinde dentin ve mine tabakaları gibi farklı özelliklerdeki dişdokularının içyapılarındaki mikro-/nano-yapısal farklılıkların yüksekhassasiyette tespiti sağlanmıştır. Farklı morfoloji ve kimyasal bileşene sahip diş dokularının içyapılarınıniyon-kesitlemesiile incelenmesi Türkiye’deki diş hekimliği çalışmalarında FIB-SEMplatformlarının aktif kullanılması için bir başlangıç çalışmasıdır ve özgündeğer taşımaktadır.
Since dental structures are hard and fragile, cross-sectioning of these materials using ultramicrotomy and other techniques and following micro and nano analysis cause problems. The use of FIB-SEM dual beam platforms is the most convenient solution for investigating the microstructures, site-specifically and in certain geometries. Dual beam platforms allow for imaging at high magnifications and resolutions and simultaneous elemental analysis. In this study, the micro/nano-structural and chemical differences were revealed in dentin and enamel samples. The investigation of dental tissues having different morphologies and chemical components by ion-cross-sectioning is important for the use of FIB-SEM platforms in dentistry in Turkey.