بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
بررسي خصوصيات فيزيکي گچ دندانپزشکي خدابنده لو بصورت in vitro
چکيده
سابقه و هدف: امروزه گچهاي معمولي مصارف زيادي در دندانپزشکي داشته و شايد يکي از پراستفادهترين مواد مصرفي در اين رشته باشند. در حال حاضر گچ سفيد توسط چند شرکت در ايران توليد شده و انواع خارجي آن گران و کمياب است . با توجه به موارد استفاده متعدد گچها در دندانپزشکي و با توجه به اينکه در مورد گچهاي سفيد ايراني تحقيق کافي انجام نشده است ، بنابراين هدف از اين مطالعه بررسي خصوصيات فيزيکي گچ سفيد خدابنده لو مي باشد. در اين مطالعه پنج خصوصيتي که بنا به استاندارد شماره ٢٥ ADA و استاندارد شماره ٢٧٩٢ ايران براي ارزيابي گچ هاي سخت لازم و ضروري مي باشد مورد ارزيابي قرار گرفت .
مواد و روشها: اين مطالعه يک بررسي تجربي آزمايشگاهي بود. تعداد نمونه ٢٠ عدد براي هر آزمون بود. کليه آزمونها مطابق با روشهاي ذکر شده در استاندارد شماره ٢٥ ADA و ٢٧٩٢ ايران انجام شد. نتايج حاصل از اين مطالعه توسط آزمون T-student و Chi square مورد تجزيه و تحليل قرار گرفتند.
يافته ها: اطلاعات بدست آمده نشان مي دهند که قوام مناسب گچ خدابنده لو با نسبت ٥٨ ميلي ليتر آب به ١٠٠ گرم پودر به دست مي آيد و ميانگين زمان سخت شدن اين گچ ١.٠٠٥٢±١٣.٨دقيقه ، انبساط حين سخت شدن ٠.٠٤٧±٠.٢١٩درصد و استحکام فشاري ٠.٦٣±٥.٧٥ مگاپاسکال است . در مورد بازسازي جزييات نيز در ٧٥% موارد شيار به طور کامل بازسازي شده بود.
نتيجه گيري: نتايج حاصل از اين مطالعه نشان مي دهند قوام، زمان سخت شدن، انبساط حين سخت شدن و توانايي بازسازي جزييات در مورد گچ خدابنده لو در حد استاندارد مي باشد اما استحکام فشاري اين گچ در محدوده استاندارد نبوده و بايد اصلاحات لازم جهت رفع اين نقيصه انجام شود.
کليد واژگان: گچ سفيد، خصوصيات فيزيکي ، خصوصيات مکانيکي .
مقدمه
قالب ريزي يکي از مراحل حساس در جريان ساختن و تهيه پروتزهاي دنداني مي باشد. قالبهاي منفي که از حفره دهان تهيه مي شوند بايد به کمک مواد دقيق انباشته گردند تا بتوان عين سوژه هاي مورد عمل را در خارج از دهان با همان دقت و سختي کافي در اختيار داشت .
شايد اولين ماده اي که به اين منظور مورد مصرف قرار گرفته است ، گچ باشد. گچهاي معمولي از سالها پيش در دندانپزشکي مورد استفاده بوده اند. شروع استفاده از اين مواد به حدود سه قرن پيش باز مي گردد. Lavoisier از اولين محققيني بود که در سال ١٧٦٥ در مورد گچها و خصوصيات آنها مطالعه کرد. بعد
از او Lechatelier (١٨٧٧) و Hendtipus (١٩٠٧) نحوه سخت شدن مواد ژيپسوم را بررسي کرده و تئوري کريستالين را مطرح نمودند(٤-١).
منظور از محصولات ژيپسوم ، ژيپسوم معدني با ترکيب مي باشد، که تحت عمل Calcination
(خشک شدن ) قرار گرفته و مقداري از آب کريستاليزه خود را از دست داده و محصولات ژيپسوم با فرمول را توليد مي نمايد. اين محصولات در واکنش با آب مجددا ژيپسوم معدني را ايجاد مي کنند. گچ معمولي دندانپزشکي (پلاستر) نيز يکي از انواع محصولات ژيپسوم مي باشد که کاربردهاي متعددي از جمله ريختن قالب اوليه ، مانت کردن کست و مفل گذاري دارد (٧-٥).
در مورد گچ ها خصوصيات قابل بررسي متعددي وجود دارد ولي در استاندارد شماره ٢٥ ADA (٨) و استاندارد شماره ٢٧٩٢ ايران (٩) تنها پنج خصوصيت به عنوان خصوصيات اصلي مورد نظر براي ارزيابي گچ ها تعيين شده اند که به ترتيب عبارتند از قوام ، زمان سخت شدن ، انبساط حين سخت شدن ، استحکام فشاري و توانايي بازسازي جزئيات . تاکنون مطالعات متعددي به منظور اصلاح خصوصيات فيزيکي گچ ها انجام شده اند و تأثير ميزان آب (١٢-١٠)، مواد افزودني مختلف (١٣،١٤)، پروسه توليد در کارخانه (٤)، سرعت به هم زدن (١٢،١٥)، استفاده از ويبراتور (١٢) و آلودگي قالب به بزاق و خون (١٦) مورد بررسي قرار گرفته اند.
تاکنون چندين مطالعه نيز در زمينه گچ هاي مختلف ايراني انجام شده است . از جمله اين تحقيقات مي توان به مطالعه داوري (١٣٨١) اشاره کرد که در آن خصوصيات فيزيکي گچ هاي سخت ايراني (پارس دندان و الماس ) مورد بررسي قرار گرفته است (١٧،١٨).
امروزه تحقيق در مورد گچ ها ادامه داشته و مرتبا گچ هايي با خصوصيت بهتر به بازار عرضه مي شوند. در حال حاضر گچ سفيد توسط شرکت هاي مختلف ايراني در داخل کشور توليد مي شود (پارس دندان ، خدابنده لو و ...) و انواع خارجي آن گران و کمياب است . اين مطالعه با هدف مقايسه خصوصيات فيزيکي و مکانيکي گچ سفيد خدابنده لو با استانداردهاي موجود انجام گرفت تا نقايص احتمالي آنها مشخص شود.
مواد و روشها
اين مطالعه يک بررسي تجربي آزمايشگاهي بود. در اين مطالعه نحوه تهيه نمونه ها و شرايط آزمون براي تمامي آزمايشات براساس استاندارد شماره ٢٥ ADA (٨) و استاندارد شماره ٢٧٩٢ ايران (٩) انجام گرفت . نمونه گيري به روش آسان انجام شد و براي تعيين حجم نمونه با استفاده از مطالعات قبلي (١٧،١٨) واريانس تعيين شده و حجم نمونه ٢٠ عدد در نظر گرفته شد.
آزمون قوام (Consistency test): کليه مراحل اين آزمون مطابق بند شماره ٦-٣ استاندارد ٢٧٩٢ ايران انجام گرفت .
بدين ترتيب که ابتدا ١٠٠ گرم پودر را توسط ترازوي ديجيتالي (Delta Range ٤٤٠ Metter PC، سويس ، زوريخ ) با دقت ٠.٠٠١ گرم وزن کرده ، سپس يک نسبت از محلول سيترات سديم بطور انتخابي و حدسي (حدود ٦٥ ميلي ليتر) در کاسه ريخته و پودر گچ به تدريج طي ١٠ ثانيه به اين محلول اضافه شد. سپس ٢٠ ثانيه صبر شد تا ذرات گچ خيس بخورد و بعد مخلوط حاصله حدود يک دقيقه با سرعت تقريبي ١٢٠ دور در دقيقه بهم زده شد. سپس خمير گچ داخل قالبهاي استوانه اي تفلوني که از طرف قاعده در وسط صفحه شيشه اي گذاشته شده بود ريخته و قالبها کاملا با خمير پر شدند. صفحه هاي شيشه اي روي يک سطح صاف و بدون ارتعاش ثابت قرار داده شدند.
دو دقيقه پس از شروع عمل مخلوط سازي ، قالبها بطور قائم و با سرعت حدود ١٠ ميليمتر در ثانيه از جا بلند شدند تا خمير گچ روي صفحه شيشه اي پخش شود.
سه دقيقه بعد از شروع عمل مخلوط سازي بزرگترين و کوچکترين قطر توده پخش شده توسط کوليس ديجيتالي (Mitutoyo، ژاپن ، توکيو) با دقت ٠.٠١ ميليمتر اندازه گيري و ميانگين اين دو عدد به عنوان قطر توده گچ در نظر گرفته شد.
اين آزمون چندين بار تکرار شد و هر بار مقدار محلول سيترات سديم تغيير داده شد تا قطر توده به حد استاندارد يعني ٤±٧٥ ميليمتر برسد. به عنوان مثال با کاربرد ٦٥ ميلي ليتر محلول سيترات سديم قطر توده ٩٥ ميليمتر بود، بنابراين ميزان محلول به ٦٣ ميلي ليتر کاهش داده شد، اين بار قطر توده ٩٣ ميلي ليتر شد. در آزمايشات بعدي از ٥٧، ٥٨ و ٥٩ ميلي ليتر محلول سيترات سديم استفاده شد. سرانجام ميانگين قطر بدست آمده با ٥٨ ميلي ليتر محلول سيترات سديم و ١٠٠ گرم پودر گچ حدود ٧٢.٥٢ ميليمتر شد.
بنابراين از اين مرحله به بعد آزمون با همين نسبت ٢٠ بار تکرار شد. نتايج حاصل از اين آزمون در جدول ١ ثبت شده اند. آزمون زمان سخت شدن (Setting time test): کليه مراحل اين آزمون مطابق بند شماره ٦-٤ استاندارد ٢٧٩٢ ايران انجام گرفت . بدين ترتيب که ابتدا مخلوط آب و گچ با نسبت بدست آمده در آزمون قوام و با روش اختلاط استاندارد١١تهيه شده ، سپس اين مخلوط به داخل قالب استوانه اي شکل تفلوني ريخته شد. قطر اين قالب استوانه که به شکل مخروط ناقص تهيه شده بود حدود ٦٠ ميليمتر در پايين و ٧٠ ميليمتر در بالا با ارتفاع ٤٠ ميليمتر بود.
در زير اين قالب ، شيشه اي به ابعاد ١٠ سانتيمتر که سطح فوقاني آن وازلين زده مي شد قرار مي گرفت . سپس از دستگاه ويکات ( Vicat needle) با ميله اي فولادي به قطر ١٠ ميليمتر و طول تقريبي ٢٧٠ ميليمتر که در سر فوقاني آن نيز وزنه اضافي قرار گرفته بود استفاده شد. در قسمت پايين اين ميله سوزني به طول ٥٠ ميليمتر و قطر ٠.١± ١ ميليمتر قرار داشت .
وزن ميله همراه وزنه اضافي و سوزن ٣٠٠ گرم بود.
براي انجام آزمون زمان سخت شدن چند دقيقه قبل از زمان پيش بيني شده براي گرفتن خمير گچ (زماني است که گچ درخشندگي يا آب اضافي سطح خود را از دست مي دهد) ميله و . ابتدا پودر خشک گچ به هم زده شد تا ذرات گچ يک دست گردند. سپس ٥٨ ميلي ليتر آب مقطر در کاسه لاستيکي ريخته شده و ١٠٠ گرم پودر در طول مدت ١٠ ثانيه به آن اضافه مي شود. سپس ٢٠ ثانيه فرصت داده مي شود تا ذرات گچ در آب خيس بخورد آنگاه مخلوط با استفاده از کاردک به هم زن ، با سرعت تقريبي ١٢٠ دور در دقيقه به مدت يک دقيقه به صورت دوراني به هم زده شده تا خمير يکنواخت حاصل شود.
سوزن دستگاه ويکات طوري پايين آورده شد تا نوک سوزن با سطح گچ در تماس باشد. در اين حالت پيچ ضامن دستگاه سفت شده و بعد از يادداشت عدد روبروي عقربه دستگاه ويکات ، پيچ ضامن شل شده تا ميله رها گرديده و سوزن در گچ فرو رود. اين عمل هر ١٥ ثانيه يکبار تکرار شد تا زماني که سوزن کمتر از ٢ ميليمتر در گچ نفوذ کند.
مطابق استاندارد ADA اين زمان ، زمان سخت شدن گچ است که از لحظه شروع اختلاط آب و گچ محاسبه مي شود.
آزمون فوق ٢٠ بار انجام شد. نتايج حاصل از اين آزمون در جدول ١ آورده شده است .
آزمون انبساط حين سخت شدن (Setting expansion test): کليه مراحل اين آزمون مطابق بند شماره ٦-٥ استاندارد شماره
٢٧٩٢ ايران انجام گرفت . بدين ترتيب که از يک مکعب و يک ناودان V شکل استفاده شد. ضخامت پوسته ناودان ٤ ميليمتر و عرض داخلي هر ضلع آن ٣٠ ميليمتر بود و دو ضلع نسبت به هم زاويه ٩٠ درجه داشتند. انتهاي يک طرف ناودان بسته شده و طرف ديگر باز بود. طول اضلاع مکعب فولادي ٣٠ ميليمتر و وزن تقريبي آن ١٠±٢٠٠ گرم بود. در اين آزمايش براي اندازه گيري ميزان انبساط نمونه هاي گچ از کوليس ديجيتالي با دقت ٠.٠١ ميليمتر استفاده شد.
در شروع آزمون براي تنظيم دستگاه ، طول بين قسمت متحرک (مکعب فولادي ) و قسمت ثابت ناودان V شکل با استفاده از کوليس به اندازه ٠.١±١٠٠ ميليمتر تنظيم شد.
سپس کف ناودان با يک ورقه لاتکس رابردم به ضخامت ٠.١ ميليمتر پوشيده شد. پس از تهيه مخلوط آب و گچ با نسبت به دست آمده در آزمون قوام و انجام عمل اختلاط با روش استاندارد، مخلوط حاصل داخل ناودان V شکل ريخته و يک ورقه لاتکس رابردم بر روي آن قرار داده شد تا از تبخير آب جلوگيري شود.
يک دقيقه قبل از زمان سخت شدن و ٢ ساعت پس از شروع اختلاط آب و گچ ميزان انبساط گچ توسط کوليس اندازه گيري شد. اختلاف بين دو عدد فوق نسبت به طول اوليه ، ميزان انبساط گچ مورد آزمون را بر حسب ميليمتر نشان مي داد.
اين آزمون ٢٠ تکرار شد و ميانگيني با تقريب ٠.٠١ ميليمتر محاسبه شد. سپس درصد انبساط نسبت به طول اوليه نمونه محاسبه شد. نتايج حاصل از اين آزمون در جدول ١ آورده شده است .
آزمون استحکام فشاري (Compressive strength test): کليه مراحل اين آزمون مطابق بند شماره ٦-٦ استاندارد ٢٧٩٢ ايران انجام شد. بدين ترتيب که ٢٠ عدد استوانه تفلوني با قطر داخلي ٠.٢±٢٠ و ارتفاع ٠.٤±٤٠ ميليمتر طراحي و ساخته شدند. ضخامت پوسته هر قالب ٥ ميليمتر بود. سپس قالبها بر روي شيشه هايي با ابعاد ٤٥×٤٥ قرار داده شدند. مخلوط آب و گچ با نسبت بدست آمده در آزمون قوام و با روش اختلاط استاندارد آماده و با استفاده از دستگاه ويبراتور به درون قالبها ريخته شد.
قبل از اينکه درخشندگي سطح گچ از دست برود يک شيشه ديگر بر روي سطح آن قرار داده شد تا سطح گچ صاف شود.
نيم ساعت پس از شروع اختلاط آب و گچ قالبها بوسيله ديسک الماسي توسط دستگاه نان استاپ ( Kavo EWL type
٤٠٥٠، آلمان غربي ) قطع شدند. پس از قطع کردن دو طرف قالب ، دو تکه بريده شده با استفاده از اسپاتول موم کاري و مدلاژ از هم جدا شدند.
پس از خارج کردن نمونه هاي گچ از درون قالبها، نمونه ها ١٥ دقيقه در يک حمام آب (Behdad water bath، ايران ، تهران ) با رطوبت ٩٠% و دماي ٢±٢٣ درجه سانتيگراد نگهداري شدند.
يک ساعت پس از شروع عمل اختلاط آب و گچ ، نمونه ها توسط دستگاه سنجش استحکام فشاري ( Instron Engineering crop, Mass, USA) تحت فشار قرار گرفتند. دستگاه به نحوي تنظيم شد که سرعت اهرم انتقال نيرو يک ميليمتر در دقيقه باشد. اين آزمون ٢٠ بار انجام شد. نتايج حاصل از اين آزمون در جدول ١ آورده شده است .
آزمون توانايي بازسازي جزئيات ( Reproduction of details test): کليه مراحل اين آزمون مطابق بند شماره ٧-٧ استاندارد
٢٧٩٢ ايران انجام گرفت . بدين ترتيب که ابتدا صفحه اي به ابعاد ٤٥×٤٥ و ارتفاع ٢٠ ميليمتر از جنس فولاد با سطح کاملا صاف و صيقلي انتخاب و در وسط آن شياري به عرض ٠.٠٥ ميليمتر به وسيله تيغه اي با زاويه ٩٠ درجه ايجاد شد. همچنين دو استوانه تفلوني به قطر داخلي ٢٤ و ارتفاع ٢٥ ميليمتر طراحي و ساخته شدند.
هر استوانه تفلوني به نحوي بر روي صفحه قرار داده شد که يکي از قطرهاي استوانه در امتداد شيار ٠.٠٥ ميليمتري موجود بر روي صفحه قرار گيرد. سپس صفحه و استوانه روي دستگاه ويبراتور قرار داده شده ، مخلوط آب و گچ که با نسبت به دست آمده در آزمون قوام و با روش اختلاط استاندارد آماده شده بود به داخل استوانه ريخته شد.
دستگاه ويبراتور پس از ٥ ثانيه خاموش شد ولي صفحه همراه با قالب و گچ داخل آن تا زمان سخت شدن گچ بر روي ويبراتور باقي ماندند. ٤٥ دقيقه پس از شروع اختلاط آب و گچ ، قالب همراه گچ داخل آن از صفحه جدا شده و با ميکروسکوپ انعکاسي با بزرگنمايي ٦ و ١٢ برابر مورد بررسي قرار گرفتند.
اين آزمون ٢٠ بار انجام شد. نتايج حاصل از اين آزمون در جدول ١ آورده شده است .
کليه اطلاعات حاصل از اين مطالعه توسط آزمون هاي T و Binominal و با در نظر گرفتن Confidence interval %٩٩ (CI) مورد بررسي و تحليل قرار گرفتند.
يافته ها
با توجه به موارد متعدد کاربرد گچ سفيد در دندانپزشکي و با توجه به تأثيري که دقت اين مواد در موفقيت نهايي درمان خصوصيات فيزيکي گچ دندانپزشکي خدابنده لو دارند، لازم است که اين مواد مورد ارزيابي قرار گيرند.
همانگونه که در جدول شماره ١ نشان داده شده است براي گچ خدابنده لو با نسبت آب به پودر ٥٨ ميلي ليتر آب به ١٠٠ گرم پودر، قطر دايره گچ پخش شده در حد استاندارد (4mm±75) بود. بررسي هاي آماري نشان دادند که استاندارد ذکر شده در ADA در محدوده CI نتايج گچ خدابنده لو با نسبت ٥٧ تا ٥٩ ميلي ليتر آب به ١٠٠ گرم پودر گچ مي باشد و اختلاف بين ميانگين قطر دايره گچ پخش شده و ميانگين ذکر شده در استاندارد ADA معني دار نيست (0.05<P)، ولي براي نسبتهاي کمتر از ٥٧ ميلي ليتر و يا بيشتر از ٥٩ ميلي ليتر آب به ١٠٠ گرم پودر، اختلاف بين ميانگين قطر دايره گچ پخش شده و ميانگين ذکر شده در استاندارد A.D.A معني دار است .(P<0.01)
همچنين بررسي هاي آماري نشان دادند که ميانگين زمان سخت شدن ذکر شده در استاندارد ADA در محدودة CI نتايج حاضر مي باشد و اختلاف ميانگين زمان سخت شدن گچ خدابنده لو (١.٠٠٥±١٣.٨ دقيقه ) و ميانگين ذکر شده در استاندارد ADA ( ٦ تا ١٥ دقيقه ) معني دار نيست (0.05<P).
همچنين ميزان انبساط ذکر شده در استاندارد ADA در محدودة CI نتايج گچ خدابنده لو بود و ميانگين انبساط حين سخت شدن در اين گچ (٠.٠٥±٠.٢١٩%) با ميانگين ذکر شده در استاندارد ADA (٠ تا ٠.٣%) اختلاف معني داري نداشت .(P>0.05)
بررسي هاي آماري نشان دادند که بين ميانگين استحکام فشاري گچ خدابنده لو (٠.٦٣±٥.٧٥ مگاپاسکال ) و وميانگين ذکر شده در استاندارد ADA (حداقل ٨.٨ مگاپاسکال = kg.cm2 ٩٠) اختلاف معني داري وجود دارد (0.001>P). لازم به ذکر است که دستگاه محاسبة استحکام فشاري نيروي لازم براي شکست نمونه را برحسب نيوتن نشان مي داد و براي محاسبه فشار برحسب مگاپاسکال به ترتيب زير عمل شد: ابتدا مساحت قاعده نمونه برحسب مترمربع و سپس ميزان استحکام فشاري با استفاده از رابطه زير محاسبه گرديد(١).
