بخشی از مقاله
دندانپزشكي ترميمي
دندانپزشكي ترميمي در سالهاي اخير توجه زيادي به زيبايي و كاربرد چسبدنگي (adhesion) در مواد دنداني نموده است، به طوريكه بيشتر سازندگان مواد دنداني و دندانپزشكي و حتي محققان نيز تمايل پيدا كرده اند تا دنبال محصولاتي باشند كه بالاترين ميزان bond strength را داشته باشند.
تعداد زيادي از مواد و سيستمهاي تمام سراميكي براي استفادة كلينيكي وجود دارند موفقيت طولاني مدت كلنيكي رستوريشن هاي باند شونده با رزين مانند لامينيت هاي پرسنلي اونله و اينله هاي سراميكي، پروتزهاي ثابت باند شونده با رزين و روكش هاي تمام سراميكي به اثبات رسيده است. يك باند قوي و مستحكم توسط رزين موجب افزايش Retention شده، انطباق مارژينها را تقويت كرده، از ميكروليكيج جلوگيري
مي كند و مقاومت دندان و رستوريشن را در مقابل شكست افزايش مي دهد.
يك باند قوي بين سراميك و رزين وابسته به گيرميكرومكانيكال و باند شيميايي به سطح سراميك مي باشد كه در اين صورت نياز به زبرسازي و تميز كردن سطح به منظور active ساختن كافي سطح مي باشد. روشهاي معمول surface treatment عبارتند از: grinding، abrasion توسط وسايل الماسي rotary، gritblast كردن با ذرات آلومينيوم اكسيد، اچ كردن با اسيد و تركيبي از روشهاي ذكر شده.
اچ كردن با محلولهاي اسيد هيدروفلوئوريك (HF) و يا آمونيوم بي فلورايد
مي تواند سطحي زبر و مناسب براي باند آماده سازد براي اين كار معمولاً از محلول HF بين 5/2% و 10% به مدت 2-3 دقيقه استفاده ميشود.
همانطور كه قبلاً نيز ذكر شد اسيد فلوئوريك اسيد خطرناكي بوده و استفاده از اين اسيد و حتي نگهداري اين اسيد در مطب دندانپزشكي خطرناك بوده و مضرات زيادي را هم براي دندانپزشك و هم براي بيماران بدنبال دارد. اخيراً استفاده از Silane coupling agent ها براي ايجاد باند شيميايي بين رزين و سراميك بسيار مورد توجه قرار گرفته اند. كاربرد يك Silane Coupling agent روي سطح سراميكي آماده شده باعث ايجاد يك باند شيميايي كوولانسي و هيدروژني شده و يك فاكتور اساسي براي ايجاد يك باند مناسب و كافي بين رزين و سراميكهاي Silica-based مي باشد
. Silaneها مولكولهاي با دو گروه عاملي هستند كه به سيليكون دي اكسيد با گروههاي OH روي سطح سراميك باند مي شوند. و همچنين داراي يك گروه عاملي كوپليمريزه شونده با ماتريكس رزين مي باشند. Silaneها همچنين Wettability سطح سراميك را افزايش مي دهند.
در يك مطالعه توسط Lacy et al سراميك زبر شده توسط gritblast در صورتيكه يك Silane Coupling agent به كار نرود، retentive نخواهد بود. تعدادي از Silane ها كه داراي كربوكسيليك اسيد مي باشند حتي بدون استفاده از اچ كردن با HF يك bond strength كافي حاصل مي نمايند.
در مطالعه قبلي كه توسط Hooshmand et al انجام گرفت باند بين سراميك و رزين با استفاده از Silane coupling agent بطور جامع مورد ارزيابي قرار گرفت. آنها روش optimized شده اي را براي كاربرد Silane معرفي نمودند كه عبارت بود از اعمال Silane با brush سپس خشك كردن با هواي گرم ، سپس شستن با آب داغ و سپس خشك كردن دوباره.
آنها با استفاده از تست اندازه گيري TBS، قدرت باند بين سراميك و رزين را با استفاده از چهار روش Surface treatment : 1- پاليش 1، 2- gritblast با ذرات آلوميناي 50، 3- اچ كردن با HF 10%، 4- gritblast + اچ مقايسه كردند. همچنين durability باند را در سه محيط:
1- نگهداري در آب 37 به مدت هاي متفاوت تا 3 ماه، 2- thermal cycling 3- نگهداري در آب 100 به مدت 24 ساعت مقايسه نمودند.
نتايج مطالعه نشان داد كه با استفاده از روش optimized شد، اعمال Silane، مقدار TBS براي گروه پاليش شده تفاوت معني داري با گروههاي gritblast شد، اچ شده و gritblast+ اچ شده نداشت (p>0.05) و همچنين هيچ تضعيفي در TBS براي هيچكدام از گروهها بعد از نگهداري در آب 37 تا سه ماه و بعد از ترموسيكلينگ ديده نشد (p>0.05) و باند Silane قادر به مقاومت در برابر حمله هيدروليتيك در آب جوش مي باشد.
اهميت مطالعة قبلي در اين بود كه نتايج مطالعه نشان دادند كه يك باند مستحكم tensile بين رزين و سراميك با كاربرد روش مناسب اعمال Silane بدون استفاده از HF بدست مي آيد.
بيشتر تستهايي كه تاكنون جهت ارزيابي باند مورد استفاده قرار گرفته اند تستهاي Shear، Tensile بودند. دانشمندان متعددي مشكلات و مسائل مربوط به اين تستها را در دندانپزشكي امروزي نشان داده اند و مورد اطمينان بدون اين تستها را در مورد اندازه گيري دقيق چسبندگي و اطلاعات بدست آمده از آنها براي بررسي كلنيكي ميزان چسبندگي را مورد سوال قرار داده اند.
(Sheriff et al., 1991, Stanley et al., 1993)
توزيع غير يكنواخت استرس كه در تستهاي Tensile، Shear ايجاد مي شود باعث شروع شكست از نقايص موجود د ر interface و يا در ماده اي كه در ناحيه تمركز استرس قرار دارد مي شود و اين نقايص بصورت غير كنترل شده هستند و variation زيادي را در داده هاي بدست آمده نشان مي دهند. لذا ما در اين مطالعه از تست اندازه‌گيري Inter facial fracture toughness استفاده كرديم كه تست دقيقتري نسبت به تستهاي مرسوم tensile, shear مي باشد و با معرفي يك Crack كنترل شده از لحاظ طول و محل قرارگيري در interface با دقت بيشتري مي توان interface را مورد بررسي قرار داد.
طرح modify شدة نمونه كه در اين مطالعه استفاده شد، بسيار ساده تر از طرحهاي short-rod يا short-bar كه به طور معمول براي اندازه گيري fracture toughness بكار مي روند مي باشد و قادر است ميزان G1C را بدون هيچگونه شكست زودرس در نمونه ها اندازه گيري كند. اينها مزاياي مهمي بودند كه علت استفاده از تست اندازه گيري fracture toughness به روشي كه در اين مطالعه انجام شد بيان
مي كنند (Tantbirojn D et al., 2000)
دو نكته مهمي كه بايد در اين روش ساده شدة اندازه گيري fracture toughness به آنها تأكيد شود اين است كه اولاً طرح نمونه در دقت تست بسيار حياتي مي باشد و ثانياً فرمولي كه براي انرژي بحراني G1C بدست آمده بر اساس مكانيك شكست الاستيك خطي مي باشد. در حاليكه مواد بيولوژيك و دنداني هميشه تحت اين قوانين قرار نمي گيرند،
لذا افزودن يك فاكتور تصحيح كننده كه اثرات غير خطي و پلاستيك را به حساب بياورد در آينده براي اين تست بسيار با ارزش خواهد بود. همانطور كه قبلاً ذكر شد اين مطالعه در ادامه مطالعة Hooshmand T et al در 2001 انجام شده است تا نتايج حاصل از تست Fracture toughness نيز مورد بررسي قرار گيرد. لذا در اين مطالعه مواد انتخاب شده براي تهيه نمونه ها دقيقاً مشابه با مطالعة قبل بود. (از پرسلن Mirage و كامپوزيت dual cure Variolink II استفاده شد.) و همچنين تمام مراحل تهيه و آماده سازي نمونه ها اعم از نحوة پاليش و شستشوي نمونه ها و همچنين نحوه اعمال محلول Silane و تركيب درصد محلول Silane مشابه مطالعة قبلي بود.
حال به بررسي نتايج و تفسير آنها مي پردازيم:
همانطور كه نتايج آناليز آماري ANOVA نشان داد در مرحله اول كه نمونه ها 24 ساعت در محيط آب مقطر قرار گرفته بودند هيچ اختلاف معني داري در ميزان Fracture Toughness بين گروههاي Polish، Gritblast شده و Etch شده و Gritblast و Etch شده وجود نداشت (p>0.05) اين يافته مشابه با مطالعه قبلي (Hooshmand et al., 2001) مي باشد كه آنها نيز با استفاده از تست TBS به چنين نتيجه اي دست يافته بودند.
Failure mode غالب در گروه Polished از نوع Mixed Resin Interface بود و در گروه Gritblast شده از نوع Cohesive Resin و در دو گروه ديگر انواع modeهاي شكست ديده مي شود. نكته جالب اينجاست كه در دو گروهي كه با HF اچ شده بودند شكستهاي Cohesive در سراميك و همچنين mixed ceramic interface ديده مي شد در حاليكه در دو گروه Gritblast, Polish شده حتي يك شكست هم در سراميك مشاهده نشد. مي توان چنين برداشت نمود كه شايد اچ كردن سطح سراميك با HF باعث تضعيف شدن سراميك مي شود و به اين دليل است كه شكست در سراميك روي مي دهد. در حاليكه اگر قرار بود قدرت باند به دليل اچ كردن افزايش يابد بايستي شكستهاي Cohesive در Resin بيشتر مي شد تا در سراميك.
نكته ديگر اينكه با وجوديكه set-up تست مشابه Shear bond strength test بوده، نحوه شكست غالب نمونه ها بصورت Cohesive در Substrate سراميكي نبوده است و بيشترين نحوه شكست بصورت mixed يا Cohesive در رزين كامپوزيتي بوده كه اين يافته مشابه يافتة Tantbirojn et al در 2000 مي باشد.
همانطور كه قبلاً نيز اشاره شد انتشار Crack در دو مرحله اتفاق مي افتد:
1- Stable crack growth 2- unstable crack growth
هنگاميكه نيرو شروع به وارد شدن مي كند در مرحلة Stable قرار دارد. هنگاميكه Crack به طول بحراني خود رسيد در اين نقطه نيرو به مقدار ماكزيمم خود مي رسد (Fmax) و اين ماكزيمم نيرو براي محاسبة G1C بكار مي رود. سپس وارد مرحلة unstable مي شود. Modeهاي مختلف شكست كه ديده مي شوند معمولاً در مرحلة unstable crack growth رخ مي دهند در چنين شرايطي مقدار G1C تحت تأثير Failure mode قرار نمي گيرد، به عبارت ديگر mode هاي شكست مختلف يك پديدة ديررس مي باشند كه پس از روي دادن شكست بحراني و پس از stable crack growth اتفاق مي افتند كه ممكن است در هر جهتي بين interface يا در طول سه ناحيه از مواد منتشر شود. (Tantbirojh et al.,2000)
مرحله دوم مطالعه كه پس از نگهداري در محيط آب مقطر 37 به مدت 30 روز انجام گرفت نتايج متفاوتي را داشت.
آناليز آماري نشان داد كه گروه Polish از نظر ميزان Fracture foughness به طور قابل ملاحظه با سه گروه ديگر تفاوت دارد (p<0.05) و مقدار G1C¬ براي سه گروه ديگر بالاتر از گروه Polish بود.
در اين حالت دو احتمال وجود دارد: يا اينكه water storge باعث تضعيف باند در گروه Polish شده است و يا اينكه باعث تقويت باند در سه گروه ديگر شده است.
انجام آناليز آماري T-Test براي مقايسة تك به تك گروهها در دو محيط نگهداري آب به مدت 24 ساعت و 30 روز، نشان داد كه ميزان Fracture Toughness براي گروه پاليش در دو محيط نگهداري اختلاف قابل ملاحظه اي ندارد، (p>0.05) اما اختلاف معني داري در گروههاي اچ شده و Gritblast شده وجود داشت (p<0.05) از اين داده هاي همچنين مي توان نتيجه گيري كرد كه water storage باعث تقويت باند بين رزين و سراميك در گروههاي gritblast شده و Etch شده، گرديده است.
البته گروه چهارم يعني گروه Etch، gritblast شده از نظر ميانگين بعد از نگهداري در آب مقطر به مدت 30 روز حدوداً دو برابر شده بود ولي به علت SD بالا كه در مرحله دوم در اين گروه وجود داشت آناليز آماري t-test اختلاف قابل ملاحظه اي را نشان نداد.
