تحقیق مقاله دندانپزشکی ترمیمی

 دندانپزشکی ترمیمی در سالهای اخیر توجه زیادی به زیبایی و کاربرد چسبدنگی (adhesion) در مواد دندانی نموده است، به طوریکه بیشتر سازندگان مواد دندانی و دندانپزشکی و حتی محققان نیز تمایل پیدا کرده اند تا دنبال محصولاتی باشند که بالاترین میزان bond strength را داشته باشند.

یک باند قوی بین سرامیک و رزین وابسته به گیرمیکرومکانیکال و باند شیمیایی به سطح سرامیک می باشد که در این صورت نیاز به زبرسازی و تمیز کردن سطح به منظور active ساختن کافی سطح می باشد. روشهای معمول surface treatment عبارتند از: grinding، abrasion توسط وسایل الماسی rotary، gritblast کردن با ذرات آلومینیوم اکسید، اچ کردن با اسید و ترکیبی از روشهای ذکر شده.

همانطور که قبلاً نیز ذکر شد اسید فلوئوریک اسید خطرناکی بوده و استفاده از این اسید و حتی نگهداری این اسید  در مطب دندانپزشکی خطرناک بوده و مضرات زیادی را هم برای دندانپزشک و هم برای بیماران بدنبال دارد. اخیراً استفاده از  Silane coupling agent ها برای ایجاد باند شیمیایی بین رزین و سرامیک بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. کاربرد یک Silane Coupling agent روی سطح سرامیکی آماده شده باعث ایجاد یک باند شیمیایی کوولانسی و هیدروژنی شده و یک فاکتور اساسی برای ایجاد یک باند مناسب و کافی بین رزین و سرامیکهای Silica-based می باشد. Silaneها مولکولهای با دو گروه عاملی هستند که به سیلیکون دی اکسید با گروههای OH روی سطح سرامیک باند می شوند. و همچنین دارای یک گروه عاملی کوپلیمریزه شونده با ماتریکس رزین می باشند. Silaneها همچنین Wettability سطح سرامیک را افزایش می دهند.

در یک مطالعه توسط Lacy et al سرامیک زبر شده توسط gritblast در صورتیکه یک Silane Coupling agent به کار نرود، retentive نخواهد بود. تعدادی از Silane ها که دارای کربوکسیلیک اسید می باشند حتی بدون استفاده از اچ کردن با HF یک bond strength کافی حاصل می نمایند.

در مطالعه قبلی که توسط Hooshmand et al انجام گرفت باند بین سرامیک و رزین با استفاده از Silane coupling agent بطور جامع مورد ارزیابی قرار گرفت. آنها روش optimized شده ای را برای کاربرد Silane معرفی نمودند که عبارت بود از اعمال Silane با brush سپس خشک کردن با هوای گرم ، سپس شستن با آب داغ و سپس خشک کردن دوباره.

آنها با استفاده از تست اندازه گیری TBS، قدرت باند بین سرامیک و رزین را با استفاده از چهار روش Surface treatment : 1- پالیش 1، 2- gritblast با ذرات آلومینای  50، 3- اچ کردن با HF 10%، 4- gritblast + اچ مقایسه کردند. همچنین durability باند را در سه محیط:

1- نگهداری در آب 37 به مدت های متفاوت تا 3 ماه، 2- thermal cycling 3- نگهداری در آب 100 به مدت 24 ساعت مقایسه نمودند.

نتایج مطالعه نشان داد که با استفاده از روش optimized شد، اعمال Silane، مقدار TBS برای گروه پالیش شده تفاوت معنی داری با گروههای gritblast شد، اچ شده و gritblast+ اچ شده نداشت (p>0.05) و همچنین هیچ تضعیفی در TBS برای هیچکدام از گروهها بعد از نگهداری در آب 37 تا سه ماه و بعد از ترموسیکلینگ دیده نشد (p>0.05) و باند Silane قادر به مقاومت در برابر حمله هیدرولیتیک در آب جوش می باشد.

اهمیت مطالعه قبلی در این بود که نتایج مطالعه نشان دادند که یک باند مستحکم tensile بین رزین و سرامیک با کاربرد روش مناسب اعمال Silane بدون استفاده از HF بدست می آید.

بیشتر تستهایی که تاکنون جهت ارزیابی باند مورد استفاده قرار گرفته اند تستهای Shear، Tensile بودند. دانشمندان متعددی مشکلات و مسائل مربوط به این تستها را در دندانپزشکی امروزی نشان داده اند و مورد اطمینان بدون این تستها را در مورد اندازه گیری دقیق چسبندگی و اطلاعات بدست آ‌مده از آنها برای بررسی کلنیکی میزان چسبندگی را مورد سوال قرار داده اند.

(Sheriff et al., 1991, Stanley et al., 1993)

توزیع غیر یکنواخت استرس که در تستهای Tensile، Shear ایجاد می شود باعث شروع شکست از نقایص موجود د ر interface و یا در ماده ای که در ناحیه تمرکز استرس قرار دارد می شود و این نقایص بصورت غیر کنترل شده هستند و variation زیادی را در داده های بدست آمده نشان می دهند. لذا ما در این مطالعه از تست اندازه‌گیری Inter facial fracture toughness استفاده کردیم که تست دقیقتری نسبت به تستهای مرسوم tensile, shear می باشد و با معرفی یک Crack کنترل شده از لحاظ طول و محل قرارگیری در interface با دقت بیشتری می توان interface را مورد بررسی قرار داد.

دو نکته مهمی که باید در این روش ساده شده اندازه گیری fracture toughness به آنها تأکید شود این است که اولاً طرح نمونه در دقت تست بسیار حیاتی می باشد و ثانیاً فرمولی که برای انرژی بحرانی G1C بدست آمده بر اساس مکانیک شکست الاستیک خطی می باشد. در حالیکه مواد بیولوژیک و دندانی همیشه تحت این قوانین قرار نمی گیرند، لذا افزودن یک فاکتور تصحیح کننده که اثرات غیر خطی و پلاستیک را به حساب بیاورد در آینده برای این تست بسیار با ارزش خواهد بود. همانطور که قبلاً ذکر شد این مطالعه در ادامه مطالعه Hooshmand T et al در 2001 انجام شده است تا نتایج حاصل از تست Fracture toughness نیز مورد بررسی قرار گیرد. لذا در این مطالعه مواد انتخاب شده برای تهیه نمونه ها دقیقاً مشابه با مطالعه قبل بود. (از پرسلن Mirage و کامپوزیت dual cure Variolink II استفاده شد.) و همچنین تمام مراحل تهیه و آماده سازی نمونه ها اعم از نحوه پالیش و شستشوی نمونه ها و همچنین نحوه اعمال محلول Silane و ترکیب درصد محلول Silane مشابه مطالعه قبلی بود.

حال به بررسی نتایج و تفسیر آنها می پردازیم:

همانطور که نتایج آنالیز آماری ANOVA         نشان داد در مرحله اول که نمونه ها 24 ساعت در محیط آب مقطر  قرار گرفته بودند هیچ اختلاف معنی داری در میزان Fracture Toughness بین گروههای Polish، Gritblast شده و Etch شده و Gritblast و Etch شده وجود نداشت (p>0.05) این یافته مشابه با مطالعه قبلی (Hooshmand et al., 2001) می باشد که آنها نیز با استفاده از تست TBS به چنین نتیجه ای دست یافته 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 دیگر انواع modeهای شکست دیده می شود. نکته جالب اینجاست که در دو گروهی که با HF اچ شده بودند شکستهای Cohesive در سرامیک و همچنین mixed ceramic interface دیده می شد در حالیکه در دو گروه Gritblast, Polish شده حتی یک شکست هم در سرامیک مشاهده نشد. می توان چنین برداشت نمود که شاید اچ کردن سطح سرامیک با HF باعث تضعیف شدن سرامیک می شود و به این دلیل است که شکست در سرامیک روی می دهد. در حالیکه اگر قرار بود قدرت باند به دلیل اچ کردن افزایش یابد بایستی شکستهای Cohesive در Resin بیشتر می شد تا در سرامیک.

نکته دیگر اینکه با وجودیکه set-up تست مشابه Shear bond strength test بوده، نحوه شکست غالب نمونه ها بصورت Cohesive در Substrate سرامیکی نبوده است و بیشترین نحوه شکست بصورت mixed یا Cohesive در رزین کامپوزیتی بوده که این یافته مشابه یافته Tantbirojn et al در 2000 می باشد.

همانطور که قبلاً نیز اشاره شد انتشار Crack در دو مرحله اتفاق می افتد:

1- Stable crack growth                  2- unstable crack growth

هنگامیکه نیرو شروع به وارد شدن می کند در مرحله Stable قرار دارد. هنگامیکه Crack به طول بحرانی خود رسید در این نقطه نیرو به مقدار ماکزیمم خود می رسد (Fmax) و این ماکزیمم نیرو برای محاسبه G1C بکار می رود. سپس وارد مرحله unstable می شود. Modeهای مختلف شکست که دیده می شوند معمولاً در مرحله unstable crack growth رخ می دهند در چنین شرایطی مقدار G1C تحت تأثیر Failure mode قرار نمی گیرد، به عبارت دیگر mode های شکست مختلف یک پدیده دیررس می باشند که پس از روی دادن شکست بحرانی و پس از stable crack growth اتفاق می افتند که ممکن است در هر جهتی بین interface یا در طول سه ناحیه از مواد منتشر شود. (Tantbirojh et al.,2000)

مرحله دوم مطالعه که پس از نگهداری در محیط آب مقطر 37 به مدت 30 روز انجام گرفت نتایج متفاوتی را داشت.

آنالیز آماری نشان داد که گروه Polish از نظر میزان Fracture foughness به طور قابل ملاحظه با سه گروه دیگر تفاوت دارد (p<0.05) و مقدار G1C­ برای سه گروه دیگر بالاتر از گروه Polish بود.

در این حالت دو احتمال وجود دارد: یا اینکه water storge باعث تضعیف باند در گروه Polish شده است و یا اینکه باعث تقویت باند در سه گروه دیگر شده است.

انجام آنالیز آماری T-Test برای مقایسه تک به تک گروهها در دو محیط نگهداری آب  به مدت 24 ساعت و 30 روز، نشان داد که میزان Fracture Toughness برای گروه پالیش در دو محیط نگهداری اختلاف قابل ملاحظه ای ندارد، (p>0.05) اما اختلاف معنی داری در گروههای اچ شده و Gritblast شده وجود داشت (p<0.05) از این داده های همچنین می توان نتیجه گیری کرد که water storage باعث تقویت باند بین رزین و سرامیک در گروههای gritblast شده و Etch شده، گردیده است. البته گروه چهارم یعنی گروه Etch، gritblast شده از نظر میانگین بعد از نگهداری در آب مقطر به مدت 30 روز حدوداً دو برابر شده بود ولی به علت SD بالا که در مرحله دوم در این گروه وجود داشت آنالیز آماری t-test اختلاف قابل ملاحظه ای را نشان نداد.

SD بالا در این تست را می توان به عوامل زیر مربوط دانست:

اولاً: در این مطالعه به دلیل محدودیت های متعدد از حجم نمونه کم استفاده شد (تقریباً از حداقل حجم نمونه استفاده شد) همانطور که می دانیم با کاهش حجم نمونه SD افزایش می یابد.

ثانیاً: ممکن است در بعضی نمونه ها با defect driven failure مواجه شویم که از هر ناحیه ای ممکن است رخ دهد و تأثیر زیادی روی نتایج می گذارد و SD را بالا می برد.

ثالثاً: هر چند که در این مطالعه سعی شد شرایط کاملاً مشابه با مطالعه قبلی باشد با وجود این عوامل متعددی وجود داشت که روی نتایج این مطالعه تأثیر  گذاشت و بهتر است فاکتورهایی که می توانند باعث Variation در data شوند، در اینجا مورد بحث و بررسی قرار گیرند:

1- اولین تفاوت این مطالعه و مطالعه قبلی یکسان نبودن Operator در دو مطالعه می باشد. واضح است که دقت و نحوه عملکرد شخص آزمایش کننده در دو مطالعه متفاوت بوده و این احتمالاً روی نتایج تأثیر خواهد گذاشت.