نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 استادیار گروه دندانپزشکی ترمیمی، دانشکده دندانپزشکی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اصفهان(خوراسگان)، اصفهان، ایران
2 استاد گروه دندانپزشکی ترمیمی، دانشکده دندانپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران
3 استادیار گروه ارتودنسی، دانشکده دندانپزشکی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اصفهان(خوراسگان)، اصفهان، ایران
4 دندانپزشک متخصص ترمیمی، اصفهان، ایران
5 دستیار تخصصی گروه ترمیمی، دانشکده دندانپزشکی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اصفهان(خوراسگان)، اصفهان، ایران
چکیده
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Introduction:To improve the quality of tooth-colored restorations, various equipment and materials are being used. In this study, we sought to determine the degree of conversion of metacrylate- and silorane-based composites using transparent blue matrix strip at different depths.
Materials and Methods: In this experimental-laboratory study, 48 specimens of methacrylate- and silylane-based composites were prepared in pre-made molds in thicknesses of 1, 2 and 3 mm. half of the specimens were cured with transparent polyester strips and the other half with blue strips, and then they were hardened by using a light-curing unit. The degree of conversion was determined by FT-IR. The degree of polymerization was assessed by comparing the IR absorption spectra between monomer and polymer specimens. The data were analyzed by performing Mann-Whitney and Kruskal-Wallis tests in SPSS.
Results: The highest degree of conversion pertained to P90 composite with using transparent strip in 1 mm thickness (45.5±1.29), while the lowest degree belonged to Z350 composite with using transparent strip in 3 mm thickness (14.7±1.70). In comparison of the four groups, the silorane-based group with blue strip (41%) had the highest conversion degree, followed by the same composite (silorane) with transparent strip (39.6%). Conversion degrees in these types of materials were much greater than those in metacrylate-based types (21%).
Conclusion: In deep restorations with limited access to a light source, the use of silorane-based composites and blue polyester strips enhances the degree of conversion.
کلیدواژهها [English]
مقدمه
از زمان معرفی رزین کامپوزیت تا به امروز این مواد در ترمیم دندانهای قدامی و خلفی مورد استفاده قرار گرفتهاند. اخیراً با معرفی رزین کامپوزیتهایی با زیبایی بیشتر و نیز سهولت روشهای باندینگ استفاده از این مواد افزایش یافته است.(1) امروزه ساختار پایه ای این مواد دستخوش تغییرات
و دگرگونیهایی شدهاند، از جمله میتوان به تولید کامپوزیتهایی با پایه سایلوران در کنار کامپوزیتهای متداول با پایه متاکریلات، اشاره کرد که در آنها به جای پلیمر شدن از طریق رادیکالهای آزاد، پلیمریزاسیون به واسطه باز شدن حلقه صورت میگیرد. البته این امر بیشتر با هدف کاهش انقباض پلیمریزاسیون انجام میشود، ولی این تغییر پایهای در خصوصیات دیگر این مواد از جمله سختی سطحی نیز می تواند تاثیرگذار باشد. هر دوکامپوزیت متاکریلات و سایلوران بیس، با استفاده از دستگاههای لایتکیور، مورد تابش قرار گرفته و پلیمریزه می شوند.(2) طول موج خروجی دستگاههای لایت کیور معمولاً در حدود 470 نانومتر متمرکز است که طیفی آبی رنگ را ایجاد مینماید. همپوشانی رنگ نوار ماتریکس با رنگ تابشی (آبیرنگ) ممکن است باعث تغییر روند پلیمریزاسیون ماده گردد و از این رو برخی سازندگان تجهیزات دندانپزشکی، نوارهای ماتریکس آبی رنگ عرضه می نمایند.(3) خصوصیات مکانیکی مواد دندانی نشاندهنده عملکرد آنها تحت اعمال نیرو در محیط دهان است و به طور غیرمستقیم مقاومت در برابر شکست در نواحی تحت نیروهای شدید جویدن را مشخص می کنند.(2) ترمیمهای کامپوزیت در نواحی قدامی و خلفی تحت نیروهای خمشی قابل ملاحظهای قرار دارند. جهت بررسی کیفیت پلیمریزاسیون این مواد روشهای گوناگونی ازجمله اندازهگیری سختی سطح، جذب آب، بررسی انواع استحکام فشاری یا خمشی وجود دارد. ولی بدون تردید بهترین تست لابراتواری جهت سنجش میزان پلیمر شدن یک ماده، اندازهگیری درجه تبدیل آن است.(4)حین فرآیند نوردهی، نور عبوری از کامپوزیت رزین جذب و پراکنده میشود. بنابراین، تابش نور ضعیف میشود و اثرش با افزایش عمق، کاهش پیدا میکند. با این وجود، عمق پلیمریزیشن به شدت تابش نور، زمان تابش و چند فاکتور دیگر از جمله ترکیب ماده و رنگ کامپوزیت و ترانس لوسنسی بستگی دارد. همه این فاکتورها روی مقادیر نوری که به لایههای عمقی ماده میرسند، اثر میگذارند.(5)اگر مقادیر نور کافی نباشد درجه تبدیل در این نواحی پایین است و روی خصوصیات مکانیکی ماده از جمله سختی اثر منفی دارد.پلیمریزیشن کامپوزیتهای سایلوران بیس لایتکیور با یکی از 3 جزء شروع کننده سیستم شامل کامفورکینون، نمک یدونیوم و یک دهنده الکترون رخ میدهد.(3) کامفورکینون به عنوان یک جذب کننده نور باعث رسیدن طیف نشری توسط لامپهای دندانپزشکی میشود. در مسیر این واکنش، دهنده الکترون در یک فرآیند احیا عمل میکند و نمک یدونیوم را به یک اسید کاتیون تبدیل نموده، فرآیند پلیمریزیشن را شروع میکند. در کامپوزیتهای سایلوران بیس، پلیمریزیشن سطوح زیرین به طور واضح کمتر از کامپوزیتهای متاکریلات بیس است.(5)مطالعه Bala و همکاران(6) نشان داد پارامتر درجه تبدیل برای کامپوزیت سایلوران بیس نسبت به کامپوزیت متاکریلات بیس در حدود 37% بیشتر بوده است.Guiraldo و همکاران(7) در مقایسه کامپوزیت سایلوران بیس و متاکریلات بیس نشان دادند که درجه بزرگتری از پلیمریزاسیون و درجه سختی در سطوح زیرین در متاکریلات بیس نسبت به سایلوران بیس وجود دارد. Son و همکاران(8) به بررسی تأثیر ضخامت کامپوزیت سایلوران بیس روی خواص پلیمریزاسیون پرداختند و نشان دادند درجه تبدیل کامپوزیت P90 از تمام کامپوزیتهای دیگر بیشتر بود.با توجه به متناقض بودن نتایج مطالعات، در این مطالعه به مقایسه درجه تبدیل دو نوع کامپوزیت با پایه ماتریکس و سایلوران تحت تاثییر عمق و رنگ نوار ماتریکس پرداخته شد.
مواد و روشها
در این مطالعه تجربی-آزمایشگاهی، 48 نمونه کامپوزیت دندانی با پایه متفاوت انتخاب و به 12 گروه چهارتایی تقسیم شدند. برای آمادهسازی نمونهها سه سیلندر با قطر داخلی 5 میلیمتر و ارتفاع 1، 2 و 3 میلیمتر آماده شد. با قرارگیری واشر پلیمری روی یک اسلب شیشهای، 24 نمونه از کامپوزیت Z350 Filtek(3M ESPE, Dental Products , St.pau, USA ) و 24 نمونه از کامپوزیت P90 Filtek (3M ESPE, Dental Products , St.pau, USA ) هر دو با رنگ A2، از فشردن ماده درون واشر تهیه شد. سطح آخرین لایه توسط اسلب شیشهای صاف شد. در نیمی از سیلندرها لایه آخر کامپوزیت با استفاده از نوار ماتریکس شفاف پلیاستر و در نیمی دیگر با استفاده از نوار آبی رنگ پلیاستر قبل از تابش نور توسط دستگاه لایتکیور پوشانیده شد. هر یک از دو گروه فوق (گروه نوار شفاف و نوار آبیرنگ) بوسیله دستگاه لایتکیور LED (Dentamerica, Taiwan) با شدت خروجی یکسان mw/cm2) 1000) به مدت40 ثانیه مورد تابش قرار گرفتند. به این ترتیب 48 نمونه آماده شد. نمونهها با دستگاه FT-IR (Tensor 27,Bruker, Germany) مورد ارزیابی درجه تبدیل قرارگرفتند. در این تحقیق به روش تفکیک ATR بازتابش کلی تضعیف شده از عمق 2 تا 4 میکرونی سطح زیرین نمونهها که در خلاف جهت تابش واقع شدهاند، اندازه گیری شد. طیف جذبی نمونههای تهیه شده، بین طول موج 600 تا 4000 نانومتر اندازهگیری شد.
هر نمونه ابتدا بین لاین دستگاه قرار گرفته و سپس بر روی کریستال ATR قرار داده شد و طیف سنجی انجام گرفت. تعداد اسکن در هر طیف نگاری 32 بار بود. برای کامپوزیت با پایه متاکریلات در دو عدد موجی، شدت، محاسبه شد. ابتدا پیک مربوط به پیوند دوگانه کربن C=C یا همان پیوند آلیفاتیک در عدد موجی cm-1 1636 اندازهگیری شد. سپس پیوند کربنی C-C یا همان پیوند حلقهای آروماتیک در عدد موجیcm-1 1608 اندازهگیری شد. در مورد رزین متاکریلات بین نسبت شدت طول موج دو عدد موجی cm-1 1636 تقسیم بر شدت موجی در عدد موجی 1608 شد و پارامتر RP یا نسبت پلیمر بدست آمد. همین عملیات برای شدت موج در نواحی ذکر شده مربوط به کامپوزیت رزین کیور نشده نیز محاسبه گردید. در مورد کامپوزیت با پایه سایلوران، ابتدا ارتعاشات کششی حلقوی اپوکسی C-O-C در عدد موجی cm-1883 و سپس پیوند C-H در ناحیه cm-1 1257 اندازهگیری شد. رزین کیور نشده نیز به طرز مشابهی با رزین متاکریلات طیف سنجی شد. دادههای بدست آمده با آزمونهای آماری من ویتنی و کروسکال والیس و نرم افزار SPSS ورژن 23 تجزیه و تحلیل شدند.
یافته ها
در تمامی گروهها با افزایش ضخامت نمونه میزان درجه تبدیل کاهش یافت. بیشترین درصد میانگین درجه تبدیل، مربوط به گروه کامپوزیت P90 با کاربرد نوار شفاف در ضخامت 1 میلیمتر (46%) و کمترین میزان، مربوط به گروه کامپوزیت Z350 با کاربرد نوار شفاف در ضخامت 3 میلیمتر (15%) بود.در مقایسه میانگین چهار گروه، بیشترین درجه تبدیل مربوط به گروه پایه سایلوران و نوارآبی و پس از آن همین کامپوزیت و کاربرد نوار شفاف بود. درجه تبدیل در این مواد بسیار بالاتر از انواع دارای پایه متاکریلات بود.(جدول و نمودار 1)
جدول 1. درجه تبدیل در دو نوع کامپوزیت با نوار آبی و شفاف در عمقهای مختلف
نوع کامپوزیت |
رنگ نوار |
ضخامت نمونه |
انحراف معیار±میانگین |
Pvalue |
90P |
شفاف |
1 میلی متر 2 میلی متر 3 میلی متر کل |
29/1±5/45 41/1±38 50/1±75/34 38/1 ± 66/39 |
001/0 > |
آبی |
1 میلی متر 2 میلی متر 3 میلی متر کل |
38/2±5/42 38/2±5/41 957/0±7/37 88/1± 41 |
001/0 > |
|
350Z |
شفاف |
1 میلی متر 2 میلی متر 3 میلی متر کل |
29/1±5/27 29/1±5/19 70/1±7/14 41/1± 21 |
001/0 > |
آبی |
1 میلی متر 2 میلی متر 3 میلی متر کل |
95/0±7/25 08/2±5/19 95/0±75/16 31/1± 21 |
001/0 > |
P90 |
Z350 |
نمودار 1. مقایسه درجه تبدیل در دو نوع کامپوزیت با نوار آبی و شفاف در عمقهای مختلف
در بررسی درجه تبدیل در ضخامتهای گوناگون توسط ماتریکس شفاف برای رزین P90، مقدار پارامتر DC از 29/1 ± 5/45 در نمونه 1 میلیمتری به41/1 ± 38 در نمونه 2 میلیمتری و سپس به 50/1 ±75/34 در نمونه 3 میلیمتری کاهش یافت که این تفاوت معنادار بود (001/ > P) و درجه تبدیل در ضخامتهای گوناگون توسط ماتریکس آبی، پارامتر DC از38/2 ± 5/42 در نمونه 1 میلیمتری به 38/2 ± 5/41 در نمونه 2 میلیمتری و سپس به 95/0± 7/37 در نمونه 3 میلیمتری کاهش یافت، که این تفاوت معنادار بود(001/ 0> P) (جدول 1). در بررسی درجه تبدیل در ضخامتهای گوناگون توسط ماتریکس شفاف برای رزین Z350 ، مقدار پارامتر DC از 29/1 ± 5/27 در نمونه 1 میلیمتر ابتدا به 29/1 ± 5/19 در نمونه 2 میلیمتری و سپس به 70/1± 7/14 در نمونه 3 میلیمتری کاهش یافت که این تفاوت معنادار بود (001/ > P) و درجه تبدیل در ضخامتهای گوناگون توسط ماتریکس آبی، مقدار پارامتر DC از 95/0 ±7/25 در نمونه 1 میلیمتری، ابتدا به 08/2± 5/19 در نمونه 2 میلیمتری و سپس به 95/0 ±75/16 در نمونه 3 میلیمتری کاهش یافت که این تفاوت معنادار بود (001/ > P) (جدول 1).در بررسی درجه تبدیل در دو نوار آبی و شفاف در رزین P90، میانگین DC از 38/1± 66/39 در نوار شفاف به88/1 ± 41 در نوار آبی افزایش داشت و در رزین Z350 این مقدار در دو نوار تغییر محسوسی نداشته است (21%). (جدول 1). در مقایسه دو به دوی گروهها بر اساس آزمون Mann-Whitney و اصلاح بن-فرنی تقریباً تمامی نمونهها با یکدیگر دارای اختلاف معنیدار بودند (001/0 > P).
بحث
در مطالعه ما، میانگین درجه تبدیل گروههای دارای پایه سایلوران به طور معناداری بیشتر از نمونههای کامپوزیت متاکریلاتی بود. توزیع و محتوای فیلر در کامپوزیت P90 کمتر از کامپوزیت Z350 می باشد و به همین دلیل احتمالا از دست رفتن و پراکندگی فوتونها در این ماده کمتر است، لذا نفوذ نور و درجه تبدیل بیشتر میباشد. در پلیمریزاسیون کامپوزیتها، مقدار فوتونهای ورودی به نمونه در میزان درجه تبدیل بسیار مهم است. هر چه میزان پراکندگی و جذب فوتونها به وسیله ذرات فیلر بیشتر شود طبیعتاً درجه پلیمریزاسیون کاهش می یابد. تعداد فوتونها با افزایش ضخامت نمونه کاهش می یابد. هر چه میزان فیلر کمتر باشد به طور عکس میزان بیشتری از فوتونها در عمق نمونه جذب می شوند. مطالعات دیگر، میزان درجه تبدیل در مواد مورد استفاده در مطالعه حاضر را بالاتر و حدود 3/45-9/63 درصد برای انواع متاکریلات و 8/66-9/81 درصد برای انواع سایلوران گزارش کرده اند.(10، 9) علت تفاوت در نتایج مطالعات مختلف میتواند مربوط به اختلاف در متدولوژی تحقیق و نوع دستگاه FT-IR مورد بررسی باشد. در این تحقیق برای تعیین درجه تبدیل مونومر به پلیمر از تکنیک FT-IR(ATR) یا طیف نگاری مادون قرمز به روش بازتابش کلی تضعیف شده استفاده شده است.نتایج مطالعه El-Sahn و همکاران نشان داد که تفاوت محسوس بین درجه پلیمریزاسیون در کامپوزیت سایلوران بیس و متاکریلات بیس وجود ندارد. البته نمودارهای منتشر شده نشان میدهند که کامپوزیت P90 به مقدار کمی بیشتر از کامپوزیت متاکریلات تبدیل به پلیمر شده است.(11)Son و همکاران(8) در بررسی تأثیر ضخامت کامپوزیت سایلوران بیس روی خواص پلیمریزاسیون نشان دادند که درجه تبدیل کامپوزیت P90از تمام کامپوزیتهای دیگر بیشتر بوده است که به دلیل کمتر بودن درصد فیلر در این کامپوزیت بوده می باشد. این مقایسه بین کامپوزیتهای Z350و Z250 و P90 صورت گرفته است که با مطالعه حاضر مطابقت دارد.Bala و همکاران(6) در مطالعه خود به این نتیجه رسیدند که درجه تبدیل برای کامپوزیت سایلوران بیس نسبت به کامپوزیت متاکریلات بیس در حدود 37% بیشتر بوده است. در مطالعات D’Alpino و همکاران(12) پارامتر درجه تبدیل بین 50 تا 9/64% بوده است و در مجموع با نتایج مطالعات قبلی در این زمینه تطابقی وجود نداشته است.پارامترهای مختلفی از جمله ماتریس پلیمر، نوع مونومر، نوع فیلر و درصد آن میتوانند بر روی نور عبوری از کامپوزیت رزین تأثیر گذار باشد. همچنین مطالعات نشان میدهند درجه تبدیل، وابسته به نوع مونومر، سایز و حجم فیلر و تفاوت در بیس متاکریلات و سایلوران در کامپوزیت رزینها است. که می تواند دلیل تفاوت در نتایج مطالعات باشد. (14، 13)علاوه بر این بین اجزای آغازکننده نوری نیز تفاوتهایی مشاهده میشود. کامپوزیتهای متاکریلات بیس به وسیله یک سیستم دو جزئی شامل کامفورکینون و آمین فعال سه گانه میشوند. در مورد کامپوزیتهای سایلوران بیس، سه جز سیستم آغازگر، شامل کامفورکینون، نمکهای یدونیوم و اهداء کنندگان الکترون هستند که گونههای کاتیونی فعالی را تولید میکنند که فرآیند پلیمریزاسیون بازکردن حلقه را آغاز میکنند.(2) درجه تبدیل تحت تاثیر اثرات متقاطع این فاکتورها است(11) درجه تبدیل بالا در کامپوزیت رزینهای P90تا حدی ناشی از پراکنش کمتر نور است. اکسیژن میتواند به عنوان یک مهارکننده در فرآیند پلیمریزاسیون توسط رادیکالهای آزاد عمل کند. اما کامپوزیت P90به دلیل فرآیند کاتیونیک و باز شدن حلقه، نسبت به حضور اکسیژن حساس نیست و این می تواند دلیل دیگر بالاتر بودن درجه تبدیل در کامپوزیت P90باشد.(16، 15)هر چه عمق نفوذها بیشتر باشد، پراکنده شدن فوتونها و کاهش شدت نور در عمق نمونه بیشتر شده و در نتیجه پارامتر درجه تبدیل کاهش می یابد. البته کراس لینک شدن خود پلیمر در لایههای فوقانی نیز باعث کاهش بیشتر شدت در لایه های زیرین می گردد.(17) در مقایسه دو نوع نوار آبی و شفاف به نظر می رسد در هر دو نوع کامپوزیت استفاده شده، در ضخامت 1 میلیمتر، درجه تبدیل با استفاده از نوار شفاف بیشتر از نوار آبی بوده و در نتیجه به نظر می رسد در ترمیمهای با عمق کم استفاده از نوار شفاف ارجحیت داشته باشد. البته در ضخامتهای 2 و 3 میلیمتر این روند کاملاً تغییر یافته و به نظر می رسد استفاده از نوار آبی کارایی و بازده بیشتری داشته باشد.
نتیجه گیری
کامپوزیتهای دارای پایه سایلوران صرف نظر از ضخامت، درجه تبدیل بیشتری دارند و با افزایش ضخامت در هر دو ماده درجه تبدیل کاهش مییابد. کاربرد نوار ماتریکس آبی رنگ باعث تشدید درجه تبدیل در ضخامتهای بیشتر می گردد.
تشکر و قدردانی
این مقاله برگرفته از پایان نامه شماره 84 تخصصی از دانشکده دندانپزشکی دانشگاه آزاد اسلامی اصفهان میباشد.