Effect of Mechanical Load Cycling on the Microleakage of the Mixture of Copper Oxide Nanoparticles and Flowable Composite: An in Vitro Study

Document Type : original article

Authors

1 Professor, Department of Operative and Aesthetic Dentistry, Shahid Sadoughi University of Medical Sciences, Yazd, Iran

2 Assistant Professor of Material Engineering, Department of Materials Science of Engineering, Science of Research Branch of Islamic Azad University, Tehran, Iran

3 Post graduate student, Department of Orthodontics, Faculty of Dentistry, Islamic Azad University of Isfahan (Khorasgan), Isfahan, Iran

4 Post graduate student, Department of Pediatric Dentistry, Faculty of Dentistry, Islamic Azad University of Isfahan (Khorasgan), Isfahan, Iran

5 Dentist, Yazd, Iran

Abstract

Introduction: Nanoparticles have been recently used in dentistry to improve the resin composite properties. In addition to its antimicrobial effect, copper oxide nanoparticles improve some of the resin composite properties. The durability of composite restorations is another matter. In this study, the effect of mechanical load cycling on the microleakage of the mixture of copper oxide nanoparticle and flowable composite was investigated.
Materials and Methods: In this study, 96 healthy premolar teeth were randomly divided into eight groups. Copper oxide nanoparticles with weight concentrations of 0.1% and 0.3% were added to the Z350 flowable composite, and occlusal pit and fissures were sealed. Mechanical loading cycling was performed with a force of 70 Newtons and repetition rates of 0, 50,000, 100,000, and 200,000 loads. The teeth were cut after staining with methylene blue, and the dye penetration was checked by a stereomicroscope and qualitatively scored. The data were analyzed using the Kruskal-Wallis and Mann-Whitney U tests.
Results: In both concentrations of nanoparticles, with an increasing number of load-cycling cycles, microleakage significantly increased. In the 0.1% group, the two-way comparisons of groups between 1 to 4, 1 to 3, and 2 to 4 and in the 0.3% groups between 5 to 7, 5 to 8, and 6 to 8 were significantly different. In the comparison of different concentrations to similar load cycling rates, there was no significant difference in the amount of microleakage.
Conclusion: Mechanical loading cycling increased the microleakage rate in both two concentrations when the frequency of load was higher than 50,000 loads. There was no difference in the microleakage rates of groups with different concentrations and similar load cycling. By increasing the concentration from 0.1% to 0.3%, microleakage did not increase significantly.

Keywords

Full Text

مقدمه

مطالعات نشان داده است که 90 درصد پوسیدگیهای دندانهای دائمی تازه رویش یافته در کودکان بر روی پیت و فیشورها و دوسوم ضایعات پوسیده در سطح اکلوزال ایجاد می شود.(1) در نتیجه کاربرد روشهایی که بتواند از پوسیدگیهای آتی در این دندانها جلوگیری کند از اولویت خاصی برخوردار است و این روشها در صورتی که محتاطانه باشد، از اهمیت بیشتری برخوردار هستند.(2) برای سیل نمودن شیارهای سطح اکلوزال و یا ترمیم دندانها می توان از انواع فیشورسیلانت یا کامپوزیتهای فلو تا انواع مختلف کامپوزیت رزین ها استفاده نمود که کاربرد هر کدام دارای مزایا و معایب متفاوتی می باشد. استفاده از کامپوزیت های فلو می تواند در سیل و اصلاح شیارهای سطح اکلوزال دندانها مفید باشد.(4و3) علت اصلی شکست کلینیکی ترمیم ها، ریزنشت در حد فاصل دندان و ترمیم می باشد.(5)

ریزنشت در حدفاصل بین ترمیم با دندان سبب بهم خوردن سیل مارجین ترمیم و بدنبال آن پوسیدگی ثانویه و شکست ترمیم می شود.(6) بنابراین دانستن فاکتورهای مرتبط با ریزنشت در مطالعات آزمایشگاهی و یا درمان کلینیکال از اهمیت خاصی برخوردار است(6) و درصورتی که بتوان ریزنشت کمتری را در آزمایشگاه و در شرایط نزدیک به محیط دهان فراهم نمود، احتمال موفقیت ترمیم افزایش می یابد.

اخیرا تحقیق در مورد استفاده از مواد نانو ساختار، توسعه یافته است. زیرا این مواد نسبت به ذرات در حد میکرون قابل کنترل تر هستند.(7) اکثر نانوذرات دارای خواص باکتریسیدال بسیار خوبی هستند.(10و9و8) زیرا بدلیل اندازه بسیار کوچک، سطح تماس کلی آنها با باکتری ها بیشتر می باشد.(11) در واقع با کاهش اندازه ی ذرات کروی شکل از سایز 10 میکرومتر به 10 نانومتر، سطح تماس به 109 برابر افزایش می یابد. این سطح تماس خیلی وسیع باعث ظهور خواص ضد میکروبی می شود.(7)

نانوذره اکسیدمس در تعدادی از مطالعات آزمایشگاهی که در دندانپزشکی انجام شده بکار رفته است. بررسی سونوشیمیایی پوشش ذرات نانو ذره اکسید مس نشان داده که از رشد بیوفیلم جلوگیری به عمل می آید.(13و12) همچنین روی باکترهای اکتینومایسس، لاکتوباسیل و خصوصا استرپتوکوکوس موتانس اثر باکتریسیدال داشته است.(14)

یکی از راههایی که برای شبیه سازی شرایط آزمایشگاه به محیط دهان بکار می رود، انجام چرخه مکانیکی نیرو (Mechanical load cycling) است که اثر طول مدت استفاده از ترمیم در محیط دهان را نشان می دهد. اثرات کاربرد نانوذرات اکسیدمس و همچنین کاربرد چرخه مکانیکی نیرو بر مواد ترمیمی متفاوت بوده است.

در مطالعه Haghgoo و همکاران(15) اثرات نانوهیدروکسی آپاتیت با اندازه 50 نانومتر، در غلظتهای صفر تا 15 درصد در فیشورسیلانت بر روی ریزنشت فیشورسیلانت بررسی شد. یافته ها نشان داد که فیشورسیلانت حاوی نانوذرات هیدروکسی آپاتیت دارای ریزنشت کمتر بود و ضمنا خواص مکانیکی کاهش نیافت.

Tabrez و همکاران(16) مطالعه ای با عنوان اثر نانوذرات مس بر فلور میکروبی دهان و تشکیل بیوفیلم انجام دادند. بدین منظور فلور میکروبی کشت داده شده را در معرض mg/ml 10، 50 و 100 نانوذرات اکسید مس قرار دادند. نتایج نشان داد که نانوذرات اکسید مس اثر ضدمیکروبی قوی در جلوگیری از کلونیزاسیون و رشد پلاک میکروبی دارند. همچنین Semisch و همکارانش(17) اثر سمیت سلولی و ژنی ذرات نانو و میکرو اکسید مس را روی سلول های Hella انسانی آزمایش کردند. یافته ها نشان داد که این ماده تا غلظت 50 میکروگرم بر میلی لیتر، هیچ ضرری برای سلول های انسانی ندارد.

Daneshkazemi و همکاران(18) در مطالعه ای اثرات چرخه مکانیکی نیرو را بر استحکام باند دندان ترمیم شده با سینگل باند-2 و رزین کامپوزیت Z250 با میکروسکوپ الکترونی سنجیدند. در تمامی گروه های مورد مطالعه کاهش استحکام باند قابل مشاهده بود و این کاهش با افزایش نیروی وارده حرارتی و مکانیکی تشدید شد.

Munoz و همکاران(19) در مطالعه ای با بررسی 6 ترکیب ادهزیو آزمایشی حاوی نانوذرات اکسید مس و روی و کامپوزیتهای نانو حاوی مس-روی نتیجه گرفتند که نانوذرات اکسید مس و روی خواص چسبندگی فوری به عاج را تغییر نمی دهند ولی می توانند مقاومت درونی پلیمر تشکیل شده را افزایش دهند.

با توجه به اینکه مطالعه ای یافت نشد که دقیقا نقش چرخه مکانیکی نیرو را بر روی ریزنشت کامپوزیت فلوی اختلاط یافته با نانوذرات اکسیدمس نشان دهد، لذا این مطالعه با هدف تعیین اثر چرخه مکانیکی نیرو بر میزان ریزنشت مخلوط نانوذره اکسید مس و کامپوزیت
طرح ریزی شده است.

مواد و روشها

این مطالعه که در «کمیته ی اخلاق در پژوهش دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی یزد» به شماره IR.SSU.REC.1397. 118 به تصویب رسید، به روش تجربی و بصورت آزمایشگاهی انجام شد. تعدادی دندان پره مولر ماگزیلای انسانی که به منظور ارتودنسی کشیده شده بودند، در مدت 1 ماه جمع آوری شدند و از بین آنها 96 دندان سالم و فاقد پوسیدگی، ترک، شکستگی، ترمیم و نقایص تکاملی انتخاب شدند. حجم نمونه با در نظر گرفتن سطح معنی داری 5 درصد و توان آزمون 80 درصد و با توجه به مطالعه Gönülol(20) و با درنظر گرفتن حداقل میانگین و انحراف معیار، اختلاف ریزنشت در گروههای 12 تایی با استفاده از فرمول مقایسه میانگین ها در دو گروه مستقل برآورد شد.

 دندان ها پس از حذف نسوج اضافی و شستشو، در آب مقطر و در دمای 4 درجه سانتی گراد(18) نگهداری شدند.(20) دندانها به منظور ضدعفونی شدن از 24 ساعت قبل از آزمایش، در محلول کلرامین T 1 درصد (Merck, Darmstadt, Germany) قرار داده شدند.(21و18)

 سپس با استفاده از جدول اعداد تصادفی به 8 گروه 12 تایی تقسیم شدند. روش کار بدین صورت بود که با استفاده از Random Allocation ابتدا جدول اعداد تصادفی برای 12 گروه با 8 تکرار تولید گردید. در این جدول نحوه قرار گرفتن نمونه ها در گروهها بر اساس شماره آن مشخص شده بود.

سپس دندانها برساژ و آماده سازی شده و تا قبل از آزمایش در دمای اطاق و درآب مقطر نگهداری شدند.(24-22)

مشخصات مواد بکار رفته در مطالعه حاضر در جدول 1 آمده است.(26و25)

برای تهیه مخلوط کامپوزیت فلو و نانواکسید مس با غلظت وزنی 1/0 و 3/0 درصد از یک ترازوی دیجیتال Sartourius (Germany) استفاده شد که تا چهار رقم اعشار را نشان می دهد و مقادیر مناسب از نانوذره با کامپوزیت فلو 3M/USA)Z350 ( با رنگ A2 مخلوط شد. برای توزیع یکنواخت و هموژن سازی از دستگاه شیکر ورتکس Malaysia)) Hauser، بمدت 15 دقیقه در محیط کاملا تاریک استفاده و مخلوط شد.(27)

برای بررسی یکنواختی و هموژن بودن مخلوط، مقداری از کامپوزیت فلو مخلوط شده با هر دو غلظت نانوذره اکسید مس را به شکل یک قرص با ابعاد یکسان درآورده و کیور گردید و با استفاده از میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفت.


 

جدول 1 : مشخصات مواد مورد ارزیابی در مطالعه حاضر

مشخصات پودر نانوذره اکسید مس مورد مطالعه

کارخانه سازنده

US-NANO/USA

 

خلوص

99%

 

رنگ

قهوه ای مایل به سیاه

 

متوسط اندازه ذرات

40 نانومتر

 

مورفولوژی نانو پودر

تقریبا کروی

 

دانسیته واقعی

g/m3 4/6

مشخصات کامپوزیت فلو (A2) Z350-Flowable

کارخانه سازنده

M/USA 3

 

ماتریس

BisGMA/TEGDEMA/Procrylat resin

 

فیلر

Silica/zirconia/ytterbium

 

فیلر (درصد حجمی)

46%

 

فیلر (درصد وزنی)

65%

 

 

تصویر 1 : مخلوط کامپوزیت فلو و نانوذره اکسید مس با غلظت 1/0 درصد با بزرگنمایی 1000 برابر

 

 

تصویر 2 : مخلوط کامپوزیت فلو و نانوذره اکسید مس با غلظت 3/0 درصد با بزرگنمایی 1000 برابر

 

سپس سطح دندان ها خشک شده و طبق دستور کارخانه سازنده توسط اسید فسفریک 34 درصد (Scotchbond Universal Etchant/3M-USA) و با pH حدود 1/0 اچ شدند. پس از شستشوی دندانها رطوبت اضافه گرفته شدند و از باندینگ SingleBond2 (3M/USA) استفاده و کیور شد. سپس کامپوزیت فلو در گروههای هشت گانه بر روی شیارهای اکلوزالی قرار گرفته و به منظور اطمینان از کیورینگ کامل بمدت 40 ثانیه کیور شدند. از دستگاه لایت کیور (kerr/USA)Demi با شدت 900 میلی وات بر سانتی متر مربع استفاده و برای اطمینان از شدت نور مناسب از دستگاه لایت متر Demetron (kerr/USA) استفاده گردید. سپس نمونه ها بوسیله ی دیسکهای پرداخت Soflex(3M/USA) و لاستیکهای پرداخت بمدت 30 ثانیه و با استفاده از خمیر و در جهت یکسان پالیش شدند. سپس بمدت یک هفته در آب مقطر قرار گرفتند.(22) پس از آن دندانها در گروههای 8 گانه تحت تاثیر دستگاه چرخه مکانیکی نیرو با نیروی 70 نیوتن و فرکانس 1 هرتز(22) قرار گرفتند. دندانهای مورد مطالعه به 8 گروه تقسیم شدند که در گروههای 4-1 از غلظت 1/0 درصد و در گروه 8-5 از غلظت 3/0 درصد نانوذره اکسید مس استفاده شد. در گروه 4 و 1 ترموسایکلینگ انجام نشد و در گروههای 6 و 2 از 50000 و در گروه 7 و 3 از 100000 و در گروههای 8 و 4 از 200000 بار چرخه مکانیکی نیرو استفاده گردید. لازم بذکر است که حین چرخه مکانیکی نیرو دندانها در محیط مرطوب قرار داشتند.

بعد از اتمام پروسه چرخه مکانیکی نیرو، سیل آپیکال با موم چسب انجام شد و بر روی تاج تمام دندان ها از 5/0 میلی متر خارج تر از مارجین ترمیم، دو لایه لاک ناخن پوشانده شد.(28) در مرحله ی بعد دندانها به مدت 24 ساعت و در دمای اطاق در محلول متیلن بلوی (Merck/Germany) 2 درصد(20) غوطه ور گشتند. پس از شستشوی دندانها با آب دندان ها توسط دستگاه برش (نموفناوران پارس/ ساخت ایران، مشهد) با تیغه ای به ضخامت 3/0 میلیمتر در جهت باکولینگوالی برش خورده و به دو نیمه ی مزیالی و دیستالی تقسیم شدند و به منظور بررسی میزان ریزنشت از استریومیکروسکوپOlympus/Japan) ) با بزرگ نمایی 20 برابر استفاده شد. نیمه ای که بیشترین میزان نفوذ رنگ را داشت به عنوان میزان ریزنشت گزارش گردید.(28) عمق نفوذ رنگ براساس سیستم درجه بندی Grand  و همکاران(28) نمره بندی شد: بدون نفوذ رنگ: صفر، نفوذ رنگ به میزان یک سوم اکلوزالی سطح مشترک سیلانت-مینا: 1، نفوذ رنگ به میزان یک سوم میانی سطح مشترک سیلانت-مینا: 2، نفوذ رنگ به میزان یک سوم اپیکالی سطح مشترک سیلانت-مینا: 3. (تصاویر 6-3)

 پس از وارد کردن داده ها به کامپیوتر و با استفاده از نرم افزار SPSS  با ویرایش 23 و با استفاده از آزمون های آماری Kruskal-wallis و Mann-Whitney آنالیز شدند و حد معنی داری 05/0 در نظر گرفته شد.

یافته ها

ارزیابی ریزنشت بصورت کیفی رتبه ای انجام شد. به منظور مقایسه و بررسی میزان ریزنشت در گروه ها از آزمون Kruskal-wallis  و به منظور مقایسه و بررسی میزان ریزنشت در گروه های لورسایکل شده به میزان برابر با غلظت متفاوت، از آزمون Mann-Whitney استفاده شد. تعداد و درصد فراوانی ریزنشت در جدول 2 نشان داده شده است.

 

 

تصویر 3 : نمونه ریزنشت درجه صفر

 

 

تصویر 4 : نمونه ریزنشت درجه یک

 

 

تصویر 5 :نمونه ریزنشت درجه دو            

 

 

تصویر 6 : نمونه ریزنشت درجه سه

 


جدول 2 : تعداد و درصد فراوانی و میانگین و انحراف معیار نمره های ریزنشت

درجه ریزنشت

گروه

1

2

3

4

5

6

7

8

صفر

تعداد

9

5

0

0

9

6

0

0

درصد

0/75

7/41

0/0

0/0

0/75

0/50

0/0

0/0

یک

تعداد

2

4

6

0

2

3

4

1

درصد

7/16

3/33

0/50

0/0

7/16

0/25

3/33

3/80

دو

تعداد

1

2

5

4

1

2

6

5

درصد

3/8

7/16

7/41

3/33

3/8

7/16

0/50

7/41

سه

تعداد

0

1

1

8

0

1

2

6

درصد

0/0

3/8

3/8

7/66

0/0

3/8

7/16

0/50

کل

تعداد

12

12

12

12

12

12

12

12

درصد

0/100

0/100

0/100

0/100

0/100

0/100

0/100

0/100

 

میانگین و انحراف معیار ریزنشت

65/0±33/0

99/0±92/0

66/0±5/1

49/0±6/2

66/0±33/0

02/1±83/0

71/0±83/1

66/0±4/2


یافته ها نشان داد در گروه های 1 تا 4 (با غلظت 1/0 درصد نانوذره) با افزایش تعداد چرخه مکانیکی نیرو ریزنشت بطور معناداری افزایش یافت. (0001/0P<) در گروه های 5 تا 8 (غلظت 3/0 درصد نانو ذره) هم با افزایش چرخه مکانیکی، ریزنشت بطور معنادار افزایش یافت. (0001/0P<)

در مقایسه دو به دو گروهها، بین گروه های 1 با 4 (0001/0P<) و گروه 1 و 3 (028/0P=) و همچنین 2 با  4 (001/0P=) اختلاف معنادار دیده شد. در مقایسه دو به دو گروه های 5 تا 8 نیز اختلاف معناداری بین گروههای 5 با 7 (005/0P=)، 5 با 8 (000/0P=) و 6 با 8 (003/0P=) دیده شد. (جدول 3)

لازم بذکر است که سه دندان مورد بررسی در این مطالعه در اثر چرخه مکانیکی نیرو به تعداد 200 هزار بار دچار ترک در حد مینا شدند.

بحث

این مطالعه که با هدف بررسی اثر چرخه مکانیکی نیرو برمیزان ریزنشت دو غلظت 1/0 درصد و 3/0 درصد مخلوط نانوذره اکسید مس و کامپوزیت فلو بصورت فیشورسیلانت انجام گرفت نشان داد که تعداد دندانهای دارای ریزنشت با گرید بالاتر با افزایش تعداد دورهای چرخه مکانیکی نیرو در گروه های دارای غلظت 1/0 و 3/0 درصد نانوذره افزایش می یابد. در هر دو غلظت نانوذره، تعداد دندانهای دارای ریزنشت صفر، در گروههای 1 و 5 که چرخه مکانیکی نیرو نشده بودند (کنترل) نسبت به سایر گروهها کمتر بود که با مطالعه میرزائی(6) همسو بود ولی با مطالعه تیمورنژاد(30) که در آن نانوذره اکسیدروی با غلظتهای صفر و 1 و 3 درصد وزنی، به کامپوزیت فلو افزوده شده بود همسو نبود. علت این اختلاف ممکن است به نوع و میزان غلظت نانوذره و عدم انجام چرخه مکانیکی نیرو در مطالعه مورد نظر مرتبط باشد. همچنین در مطالعه حق گو و همکاران(31) که اثر عدم کاربرد وارنیش با کاربرد وارنیش معمولی و وارنیش حاوی نانوذره نقره در ترمیم آمالگام بررسی شد نشان داده شد در گروهی که استفاده از وارنیش حاوی نانوذره نقره داشتند، تعداد بیشتری از ریزنشت با گرید کمتر دیده شد که با مطالعه کنونی همسو نیست؛ علت مهم آن می تواند عدم انجام چرخه مکانیکی نیرو و کاربرد آمالگام در مطالعه حق گو باشد.


 

 

 

جدول 3 : نتایج مقایسه دو به دو ریزنشت در گروه ها در غلظت 1/0% و 3/0% وزنی

گروهها

1

2

3

4

5

6

7

8

1

-

1

028/0

0001/0

1

-

-

-

2

-

-

767/0

001/0

-

799/0

-

-

3

-

-

-

148/0

-

-

443/0

-

4

-

-

-

-

-

-

-

443/0

5

-

-

-

-

-

1

005/0

0001/0>

6

-

-

-

-

-

-

16/0

003/0

7

-

-

-

-

-

-

-

1

8

-

-

-

-

-

-

-

-


در غلظت 1/0 درصد نانوذره اکسیدمس تفاوت معنی داری بین ریزنشت گروه 1 با 3 و همچنین 1 با 4 و 2 با 4 دیده شد. ولی تفاوت معنی داری بین گروه 2 و 1 دیده نشد. این موضوع نشاندهنده این مطلب است که چرخه مکانیکی نیرو به تعداد 50000 بار نسبت به گروه کنترل، تفاوتی در میزان ریزنشت ایجاد نکرد؛ یعنی اثربخشی چرخه مکانیکی نیرو در تعداد بیش از 50000 بار می باشد و تا کمتر از این میزان چرخه مکانیکی نیرو بر ریزنشت مخلوط 1/0 درصد نانوذره اکسیدمس با کامپوزیت فلو بی تاثیر است. همچنین با افزایش تعداد چرخه مکانیکی نیرو ریزنشت افزایش یافت. همین نتیجه در غلظت 3/0 درصد نانوذره اکسید مس نیز مشاهده شد.

این مطالعه نشان داد که در مقایسه بین دو گروه نانوذره اکسیدمس با غلظت 3/0 درصد و 1/0 درصد تفاوت معنی داری در میزان ریزنشت بین زیر گروههای دارای چرخه مکانیکی نیروی مشابه وجود نداشت، که نشان می دهد افزایش میزان غلظت نانوذره اکسیدمس از 1/0 درصد به 3/0 درصد و با تعداد چرخه مکانیکی نیروی مشابه، سبب افزایش میزان ریزنشت نمی شود.

نتایج مطالعه کنونی به جهت افزایش میزان ریزنشت با مطالعه ی کلینیکی Salas-López و همکاران(29) که در آن بعد از سه ماه ریزنشت در فیشورسیلانت حاوی نانوذره نقره نسبت به گروه کنترل افزایش یافت همسو بود. در مطالعه Erdilek و همکاران(24) هم اثر لودسایکل به تعداد 50000 بار و با نیروی 50 نیوتن و فرکانس 1 هرتز بر روی ریزنشت بررسی شد و گروه چرخه مکانیکی نیرو شده نسبت به گروه کنترل به میزان معنی داری ریز نشت بیشتری داشت که همسو با مطالعه کنونی است. در مطالعه Daneshkazemi و همکاران(18) اثر 50000، 100000 و 500000 بار چرخه مکانیکی نیرو با نیروی 90 نیوتن و فرکانس 5/0 هرتز بر روی ریز استحکام باند کششی بررسی شد. در تمام گروهها ریزاستحکام باندکششی به عاج کمتر از گروه کنترل بود و با افزایش تعداد چرخه مکانیکی نیرو مقدار استحکام باند ریزکششی بطور معنی داری کاهش یافت که از نظر اثر چرخه مکانیکی نیرو با مطالعه کنونی همسو است. همچنین در مطالعه Mirzaie و همکاران(6) چرخه مکانیکی نیرو به میزان 50000 بار، 2 هرتز و 100 نیوتن بر روی ریزنشت در حفرات کلاس V ترمیم شده با گلاس یونومر و کامپوزیت موثر بود.

نتایج مطالعه Morales Quiroga و همکاران(32) با مطالعه کنونی غیرهمسو است. در این مطالعه اثر افزودن نانوذرات نقره به فیشورسیلانت بررسی شد و تفاوت معنی داری در میزان ریزنشت و سیل مارجینال بین فیشورسیلانت حاوی نانوذره نقره و بدون آن دیده نشد. علت تفاوت ممکن است بدلیل تفاوت نوع نانوذره و همچنین عدم انجام چرخه مکانیکی نیرو باشد. همچنین مطالعه Kermanshah و همکاران(33)، با مطالعه کنونی غیرهمسو است. در این مطالعه اثر چرخه مکانیکی نیرو به میزان 200000 بار، با نیروی 80 نیوتن و با توالی 2 هرتز بر ریزنشت کامپوزیتهای سایلوران و Low shrinkage بررسی شد و نشان داده شد چرخه مکانیکی نیرو بر روی ریزنشت اثری ندارد. ولی در این مطالعه حفرات کلاس V تراشیده شده بود و همچنین دو نوع کامپوزیت با بیس مختلف بررسی گردیده بود. نتایج مطالعه Haghgoo و همکاران(31) نیز با مطالعه کنونی غیرهمسو است که در آن اثر وارنیش معمولی و وارنیش حاوی نانوذرات نقره بر روی ریزنشت آمالگام با استفاده از فوشین 2 درصد بررسی شد. نتایج نشان داد که وارنیش حاوی نانوذره نقره ریزنشت کمتری ایجاد می کند که ممکن است علت آن تفاوت نوع مواد مصرفی و عدم انجام چرخه مکانیکی نیرو باشد.

نانوذره مورد استفاده در این مطالعه اکسیدمس بود. علت این انتخاب، ویژگی های منحصر به فرد فیزیکی و شیمیایی و پایداری آن می باشد که باعث اهمیت روزافزون نانوذره اکسید مس نسبت به سایر نانوذرات است. نانوذرات اکسیدمس پتانسیل سطحی پایین تری نسبت به سایر فلزات دارد.(32) همچنین دارای قیمت مناسب و خاصیت آنتی باکتریال است(33)، که کمک به سزایی در جلوگیری از پوسیدگی ثانویه می کند. ضمنا به راحتی با پلیمرها ترکیب می شود.(35) عدم سمیت سلولی در غلظت به کار گرفته شده از نانوذره اکسید مس در مطالعه حاضر با توجه به مطالعه Semisch و همکاران(17) بود که این ذرات را روی سلول های Hella انسانی آزمایش کردند و به این نتیجه رسیدند که این ماده تا غلظت 50 میکروگرم بر میلی لیتر، هیچ ضرری برای سلول های انسانی ندارد.

در مطالعه حاضر از نانوذرات اکسید مس به ابعاد 40 نانومتر و غلظت 1/0 درصد و 3/0 درصد وزنی استفاده گردید تا علاوه بر کیورینگ مناسب هنگام اختلاط با کامپوزیت فلو، باعث ایجاد تغییر رنگ مشهود در مخلوط حاصل نشود.(27) این میزان دارای حداقل غلظت
آنتی میکروبیال همراه رنگ کلینیکی مناسب می باشد.(16) درصدهای وزنی به کار رفته از نانوذره در مطالعه حاضر با توجه به غلظتهای بررسی شده از مطالعه Eshed و همکاران(12) بود که نشان دادند نانوذرات اکسید مس در غلظت های 0001/0 تا 1 میکروگرم بر میلی لیتر از رشد بیوفیلم جلوگیری به عمل می آورد.

در مطالعه حاضر سایز نانوذرات به کار رفته، طبق اطلاعات کارخانه سازنده 40 نانومتر بود. انتخاب اندازه نانوذرات به کار رفته در مطالعه حاضر با توجه به مطالعه Ren و همکاران(8) بود که نشان داد استفاده از نانوذرات مس و اکسید آن اثر زیادی بر روی کنترل جمعیت های باکتریایی دارد. آنها نانوذرات اکسید مس در اندازه های 20 تا 90 نانومتر را روی جمعیت اشرشیاکلی MRSA بررسی کردند و به این نتیجه رسیدند که این ذرات در غلظت های 100 تا 5000 میکروگرم بر میلی لیتر سمیتی ندارند.

در مطالعات مختلف دندانپزشکی از نانوذرات مختلف استفاده شده است. در بررسی کنونی و مطالعه توده زعیم(27) از نانوذره اکسیدمس، در مطالعه ی Haghgoo(15) از نانوهیدروکسی آپاتیت با اندازه ذرات 50 نانومتر و با غلظت 15-1 درصد وزنی به فیشورسیلانت استفاده شد. نتیجه نشان داد که فیشورسیلانت حاوی نانوذره دارای ریزنشت کمتری بود ولی در مطالعه ی Haghgoo چرخه مکانیکی نیرو بررسی نشد. همچنین در مطالعه Salas-López(29) از فیشورسیلانت حاوی نانوذره نقره استفاده گردیده است.

تعداد دورهای چرخه مکانیکی نیرو درواقع نشاندهنده بررسی خواص ماده، پس از طی زمان مشخص و وارد شدن نیروهای مختلف وارد بر آن می باشد و هر چقدر تعداد دفعات وارد شدن نیرو بیشتر باشد نشاندهنده خواص آن ماده در مدت طولانی تر می باشد. تعداد دفعات وارد شدن نیرو در مطالعه ی کنونی 50000 و 100000 و 200000 بار بود. در مطالعه Kermanshah و همکاران(34) به منظور بررسی اثر چرخه مکانیکی نیرو بر ریزنشت کامپوزیت های بر پایه سایلوران در مقایسه با کامپوزیت های با انقباض کم بر پایه متاکریلات از 200000 بار چرخه مکانیکی نیرو و در مطالعه Erdilek و همکاران(24) تعداد 50000 بار، در مطالعه Daneshkazemi(18) 50000 و 100000 و 200000 بار، در مطالعه Mirzaie(6) 50000 بار، در مطالعه Abdala (36) 4000 بار چرخه مکانیکی نیرو بکار رفت.

در این مطالعه نیروی وارده بر روی دندان ها، 70 نیوتن بود. نیروی وارده در مطالعات آزمایشگاهی متفاوت بوده است. مثلا در مطالعه ی Daneshkazemi(18) 90 نیوتن، در مطالعه Erdilek(24) 50 نیوتن، میرزائی(6) 100 نیوتن، Kermanshah(34) 80 نیوتن و Abdala(35) 125 نیوتن بود که تفاوت در میزان نیروی وارده هم می تواند سبب بروز تفاوت در نتایج مطالعات مختلف باشد. لازم بذکر است که این نیرو بطور معمول در خانمها و در محیط دهان 60 نیوتن و برای آقایان 80 نیوتن می باشد.(3)

در این مطالعه فرکانس نیروی وارده 1 هرتز بود و در مطالعه Erdilek(24) 1 هرتز، Daneshkazemi(18) 5/0 هرتز، Mirzaie(6) 2 هرتز، Abdala (35) 52 سیکل در دقیقه بود؛ تغییر فرکانس هم می تواند در نتایج موثر باشد.

رنگ (dye) مورد استفاده در مطالعه کنونی متیلن بلوی و مدت غوطه وری 24 ساعت در دمای اطاق بود که همسو با مطالعه Xie (36) و شهابی(22) بود. در مطالعه Kermanshah(34)، میرزایی(6) و تیمورنژاد(30)، رنگ مورد مطالعه فوشین و مدت غوطه وری 24 ساعت بود. غلظت رنگ می تواند بین 5/0 تا 10 درصد بوده و زمان غوطه وری در رنگ 4 تا 72 ساعت باشد.(37) البته نوع رنگ هم ممکن است در میزان شدت رنگ گرفتن نمونه ها تاثیر بگذارد، ولی از آنجا که در تمام نمونه ها نوع و مدت استفاده از رنگ یکسان است، بر روی نتایج بی تاثیر می باشد. باید در نظر داشته باشیم که بین وسعت ریزنشت به دست آمده در مطالعات آزمایشگاهی و وضعیت ماده در کلینیک ارتباط صد درصدی وجود ندارد ولیکن در صورتی که ماده در مطالعات آزمایشگاهی ریزنشت کمی داشته باشد، احتمال موفقیت آن بالاتر خواهد بود.

در مورد اثرات زیست محیطی ذرات نانو در بعضی مطالعات گفته شده که با کوچکتر شدن اندازه ذرات و تبدیل آنها به نانوذرات، فعالیت، سمیت و نفوذ آنها افزایش می یابد(38) ولی نانوذرات اکسیدمس نسبت به نقره سمیت کمتری دارد. (39) در مطالعه ای که توسط Ren و همکاران(8) درباره استفاده از نانوذرات در کنترل تشکیل بیوفیلم های دهانی انجام گرفت، نانوذرات اکسید مس در اندازه های 20 تا 90 نانومتر در غلظت های 100 تا 5000 میکروگرم بر میلی لیتر سمیتی نداشتند. در مطالعه Semisch و همکاران(17) هم ذرات میکرو و نانواکسیدمس تا غلظت 50 میکروگرم بر میلی لیتر، هیچ ضرری برای سلول های انسانی نداشتد. لذا از آنجا که نانوذرات اکسیدمس ارزان قیمت بوده و پایداری شیمیایی و فیزیکی مناسبی دارند.(33) لذا نانوذره مس در این مطالعه بکار رفت.

محدودیت این مطالعه، عدم وجود گروه با غلظت صفر نانوذره بود که مقایسه اثر وجود و یا عدم وجود نانوذره اکسیدمس تحت تاثیر چرخه مکانیکی نیرو را غیرممکن ساخت.

نتیجه گیری

با توجه به محدودیتهای این مطالعه آزمایشگاهی، چرخه مکانیکی نیرو در زمانی که به میزان بیش از k50 انجام گرفت، در هر دو غلظت نانوذره اکسیدمس مخلوط شده با کامپوزیت فلو ریزنشت را افزایش می داد. تفاوتی در ریزنشت گروههای با غلظت متفاوت و نیروی یکسان وجود نداشت. با افزایش غلظت از 1/0 به 3/0 ریزنشت به میزان معنی داری افزایش نیافت.

تشکر و قدردانی

این مقاله ناشی از پایان نامه دکترای دندانپزشکی عمومی مصوب در دانشکده دندانپزشکی یزد و به شماره شماره 951 ب می باشد. بدینوسیله از معاونت پژوهشی دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی یزد بابت اختصاص بودجه تشکر می شود. همچنین از آقای دکتر حسین فلاح زاده بابت انجام آزمونهای آماری سپاسگزاری می گردد.

References

  1. Christensen JR, Mabry TR, Townsend JA, Wells MH.Pediatric dentistry infancy through adolescence. 6th ed. New York: Elsevier; 2018.
  2. Simonsen RJ. Preventive resin restorations and sealants in light of current evidence. Dent Clin North Am 2005; 49(4):815-23.
  3. Sakaguchi RL, Powers JM. Craig’s restorative dental material. 13th ed. New York: Elsevier; 2012. P. 181.
  4. Autio-Gold JT. Clinical evaluation of a medium-filled flowable restorative material as a pit and fissure sealant. Oper Dent 2002; 27(4):325-9.
  5. Cardoso MV, de Almeida Neves A, Mine A, Coutinho E, Van Landuyt K, De Munck J, et al. Current aspects on bonding effectiveness and stability in adhesive dentistry. Aust Dent J 2011; 56(Suppl 1):31-44.
  6. Mirzaie M, Yasini E, Kermanshah H, Omidi BR. The effect of mechanical load cycling and polishing time on microleakage of class V glass-ionomer and composite restorations: a scanning electron microscopy evaluation. Dental Res J 2014; 11(1):100-8.
  7. Mohamed Hamouda I. Current perspectives of nanoparticles in medical and dental biomaterials. J Biomed Res 2012; 26(3):143-51.
  8. Ren G, Hu D, Cheng EW, Vargas-Reus MA, Reip P, Allaker RP. Characterisation of copper oxide nanoparticles for antimicrobial applications. Int J Antimicrob Agents 2009; 33(6):587-90.
  9. Song W, Ge S. Application of antimicrobial nanoparticles in dentistry. Molecules 2019; 24(6):E1033.
  10. Konar M, Nayak N, Priyadarsini S, Mishra M, Sahoo H. Antimicrobial activity of nanoparticle-based dental fillers on novel chromogenic bacteria Enterobacter ludwigii. Mater Res Expr 2019; 6(8):85407.
  11. Zhang L, Gu FX, Chan JM, Wang AZ, Langer RS, Farokhzad OC. Nanoparticles in medicine: therapeutic applications and developments. Clin Pharmacol Ther 2008; 83(5):761-9.
  12. Eshed M, Lellouche J, Matalon S, Gedanken A, Banin E. Sonochemical coatings of ZnO and CuO nanoparticles inhibitStreptococcus mutans biofilm formation on teeth model. Langmuir 2012; 28(33):12288-95.
  13. Khan ST, Ahamed M, Al-Khedhairy A, Musarrat J. Biocidal effect of copper and zinc oxide nanoparticles on human oral microbiome and biofilm formation. Mater Lett 2013; 97:67-70.
  14. Lam CW. Antibacterial effects of nanoparticles on cariogenic organisms. Ariti Library 2005; 1:1-10.
  15. Haghgoo R, Ataei M, Tavassoli Hojjati S, Kameli S, Rahimian Imam S. The effect of various amounts of nanohydroxyapatite on the mechanical properties and remineralization of a fissure sealant. Shahid Beheshti Univ Dental J 2012; 30(3):184-91.
  16. Khan ST, Ahamed M, Al-Khedhairy A, Musarrat J. Biocidal effect of copper and zinc oxide nanoparticles on human oral microbiome and biofilm formation. Mater Lett 2013; 97:67-70.
  17. Semisch A, Ohle J, Witt B, Hartwig A. Cytotoxicity and genotoxicity of nano-and microparticulate copper oxide: role of solubility and intracellular bioavailability. Part Fibre Toxicol 2014; 13(11):10-4.
  18. Daneshkazemi A, Davari A, Akbari MJ, Davoudi A, Badrian H. Effects of thermal and mechanical load cycling on the dentin microtensile bond strength of Single Bond-2. J Int Oral Health 2015; 7(8):9-13.
  19. Munoz M, Garin I, Szesz A, Loguercio A. Properties of experimental adhesive containing copper oxides and copper-zinc nanocomposites. Dent Mater 2017; 1(33):e56.
  20. Gönülol N, Ertaş E, Yılmaz A, Çankaya S. Effect of thermal aging on microleakage of current flowable composite resins. J Dent Sci 2015; 10(4):376-82.
  21. Gutiérrez MF, Malaquias P, Hass V, Matos TP, Lourenço L, Reis A, et al. The role of copper nanoparticles inan etch-and-rinse adhesive on antimicrobial activity, mechanical properties and the durability of resin-dentine interfaces. J Dent 2017; 61:12-20.
  22. Shahabi S, Ebrahimpour L, Walsh LJ. Microleakage of composite resin restorations in cervical cavities prepared by Er,Cr:YSGG laser radiation. Aust Dent J 2008; 53(2):172-5.
  23. Miranda WG, Placido E, Moura SK, Cardoso PE. Influence of postextraction substrate aging on the microtensile bond strength of a dental adhesive system. J Adhes Dent 2005; 7(3):193-6.
  24. Erdilek D, Dörter C, Koray F, Kunzelmann KH, Efes BG, Gomec Y. Effect of thermo-mechanical load cycling on microleakage in class II Ormocer restorations. Eur J Dent 2009; 3(3):200-5.
  25. Dental composites: Universal, Bulk Fill, Flowable flowable composite. filtek Z350 XT(3M/USA). New York: 3M United States Institution; 2019.
  26. Ren G, Hu D, Cheng EW, Vargas-Reus MA, Reip P, Allaker RP. Characterisation of copper oxide nanoparticles for antimicrobial applications. Int J Antimicrob Agents 2009; 33(6):587-90.
  27. Toodehzaeim MH, Zandi H, Meshkani H, Hosseinzadeh Firouzabadi AH. The effect of CuO nanoparticles on antimicrobial effects and shear bond strength of orthodontic adhesives. J Dent 2018; 19(1):1.
  28. Grande RH, Ballester R, Singer MJ, Santos JF. Microleakage of a universal adhesive used as a fissure sealant. Am J Dent 1998; 11(3):109-13.
  29. Salas-López EK, Pierdant-Pérez M, Hernández-Sierra JF, Ruíz F, Mandeville P, Pozos-Guillén AJ. Effect of silver nanoparticle-added pit and fissure sealant in the prevention of dental caries in children. J Clin Pediatr Dent 2017; 41(1):48-52.
  30. TeymoornezhadK, Alaghehmand H, Daryakenari G, Khafri S, Tabari M. Evaluating the microshear bond strength and microleakage of flowable composites containing zinc oxide nano-particles. Electron Physician 2016; 8(11):3289-95.
  31. Xie H, Zhang F, Wu Y, Chen C, Liu W. Dentine bond strength and microleakage of flowable composite, compomer and glass ionomer cement. Aust Dent J 2008; 53(4):325-31.
  32. Haghgoo R, Ataie M, Rezvani MB, Labibzadeh A. Evaluation of the effect of conventional varnish and nano-silver containingvarnish on microleakage of amalgam restoration. Danshvar 2013; 20(104):85-90.
  33. Morales-Quiroga E, Martínez-Sumarán A, Hernández-Sierra JF. Evaluation of marginal seal and microleakage of a sealant modified with silver nanoparticles in primary molars: in vitro study. Odovtos Int J Dent Sci 2014; 16:107-13.
  34. Taran M, Rad M, Alavi M. Antibacterial activity of copper oxide (CuO) nanoparticles biosynthesized by bacillus sp. FU4: optimization of experiment design. Pharm Sci 2017; 23(3):198-206.
  35. KermanshahH, Yasini E, Hoseinifar R. Effect of cyclic loading on microleakage of silorane based composite compared with low shrinkage methacrylate-based composites. Dent Res J 2016; 13(3):264-71.
  36. Abdalla AI, El Zohairy AA, Aboushelib MM, Feilzer AJ. Influence of thermal and mechanical load cycling on the microtensile bond strength of self-etching adhesives. Am J Dent 2007; 20(4):250-4.
  37. Zhao J, Xie D. Effect of nanoparticles on wear resistance and surface hardness of a dental glass-ionomer cement. J Compos Mater 2009; 43(23):2739-52.
  38. Daneshkazemi AR, Davari AR, Modaresi J, Dastjerdi F, Darezereshki M. Effect of flowable composite on Microleakage of packable resin composites in class II cavities. J Qazvin Univ Med Sci 2009; 13(3):23-8.
  39. Dawson KA, Salvati A, Lynch I. Nanotoxicology: nanoparticles reconstruct lipids. Nat Nanotechnol 2009; 4(2):84-5.
  40. Gaiser BK, Fernandes TF, Jepson MA, Lead JR, Tyler CR, Baalousha M, et al. Interspecies comparisons on the uptake and toxicity of silver and cerium dioxide nanoparticles. Environ Toxicol Chem 2012; 31(1):144-54.
Journal of Mashhad Dental School
Volume 44, Issue 3
October 2020
Pages 216-227

Files

History

  • Receive Date: 27 November 2019
  • Revise Date: 13 May 2020
  • Accept Date: 08 June 2020

Share

How to cite

Statistics