نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشیار گروه دندانپزشکی ترمیمی و زیبایی، دانشکده دندانپزشکی، دانشگاه آزاد خوراسگان، ایران
2 دانشیار گروه دندانپزشکی ترمیمی و زیبایی، دانشکده دندانپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، ایران
3 دستیار تخصصی گروه دندانپزشکی ترمیمی و زیبایی، دانشکده دندانپزشکی، دانشگاه آزاد خوراسگان، ایران
چکیده
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Introduction: This study aimed to evaluate the shear bond strength (SBS) of silorane-based and methacrylate-based composites repaired by silorane-based composites after different surface treatments.
Materials & Methods: In total, 32 composite cylinders were provided from each of the two composites types (e.g., P90: P and Z350: Z). Cylinders were allocated to four different groups as follows: no surface treatments (Z1 and P1), silane application (Z2, P2), erbium laser irradiation (Z3, P3) and sandblasting with alumina particles (Z4, P4). Afterwards, the bonding component of P90 adhesive system was applied to all the prepared composite surfaces, followed by the repairing of all the samples with P90 cylinders. Moreover, SBS of the repaired surface was evaluated using the universal testing machine (UTM). Data analysis was performed using the one-way analysis of variance (ANOVA) and Tukey HSD (honest significant difference) test (P≤0.05).
Results: In this study, the highest SBS values in each group (P and Z) were observed in the groups of P4 (40.23 MPA) and Z4 (51.19 MPA). However, the groups of P3 (20 MPA) and Z3 (46.16 MPA) obtained lower ranks. Silane application led to lower bond strength, compared to the other mentioned groups, and this difference was statistically significant (P<0.05). In addition, evaluation of the groups corresponding to two composites revealed a significant difference between the groups of Z4 and P4 (P=0.026).
Conclusion: Silorane-based composites could be used to repair either methacrylate- or silorane-based composites by choosing proper surface treatments. In this study, while sandblasting and laser irradiation significantly improved bond strength of two composites, silane application indicated no such influence on bond strength.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
نیاز به ترمیم‌های زیبایی، شکل‌گیری ادهزیوها و سیستم های کیور جدید و پیشرفت در ویژگی‌های مواد، کامپوزیت‌های دندانی را رایج‌ترین مواد ترمیمی مستقیم امروزی قرار داده‌اند.(1)
با این وجود انقباض ناشی از پلیمریزاسیون، هنوز یکی از مهم‌ترین پیامدهای کامپوزیت‌های متداول با بیس متاکریلات است. انقباض می‌تواند باعث ریزنشت، تغییر رنگ لبه‌ای و تشکیل گپ (یکی از فاکتورهای مهم در ایجاد پوسیدگی ثانویه) گردد.(2) نشان داده‌شده است که کامپوزیت‌های سایلوران بیس تا حد مشخصی بر این مشکل فائق آمده‌اند، چون آن‌ها طی یک پروسه پلیمریزاسیون حلقه‌گشایی فتوکاتیونیک، به جای یک واکنش پلیمریزاسیون رادیکالی قرار می‌گیرند که منجر به ایجاد انقباض پلیمریزاسیون زیر یک درصد شده و استرس انقباضی را تا 27 درصد نسبت به متاکریلات بیس ها کاهش می‌دهند.(3)
به علاوه نشان داده شده است که سایلوران بیس ها، آب‌گریزی بیشتری را نشان داده که منجر به کاهش جذب آب و افزایش ثبات هیدرولیتیک می‌شود.(4)
مطالعات آزمایشگاهی نشان داده‌اند که ویژگی‌های فیزیکی مثل استحکام خمشی، ضریب الاستیسیته دینامیک و استاتیک، هاردنس(5) و مقاومت سایشی(6) سایلوران بیس ها در محدوده متاکریلات بیس های کانونشنال است.
کاهش انقباض و استرس تولید شده در طی پلیمریزاسیون، می‌تواند به‌طور مثبتی تمامیت مارجینال را تحت تأثیر قرار دهد. مارجین های ناقص منجر به تغییر رنگ لبه‌ای و پوسیدگی ثانویه می‌شود که مهم‌ترین علت تعویض ترمیم‌های معیوب است.(7)
با این وجود بر اساس فلسفه دندانپزشکی ترمیمی با حداقل تهاجم، به‌جز شرایطی که یک شکستگی در کامپوزیت وجود داشته باشد، در موارد تغییر رنگ سطح تماس رزین با دندان و پوسیدگی ثانویه، در درجه اول ترمیم‌های معیوب بایستی از لحاظ امکان تعمیر بررسی گردند و کاملاً تعویض نشوند.(8) این شیوه باعث حفظ نسج دندانی سالم می‌شود.(9)
بر اساس مطالعه Brosh و همکاران(10)، ایجاد یک واحد منفرد بین کامپوزیت قدیمی و کامپوزیت جدید حین پروسه تعمیر از طریق سه مکانیسم امکان‌پذیر است:
باند شیمیایی به ماتریکس ارگانیک، باند شیمیایی به فیلرهای اکسپوز شده، گیر میکرومکانیکال. مطالعات قبلی کارایی گیر میکرومکانیکال ایجادشده در اثر فرزهای الماسی، سندبلاست و یا اسیداچ را در استحکام باند کامپوزیت‌های تعمیر شده نشان داده‌اند.(11)
یک تکنیک دیگر که برای ایجاد خشونت سطحی توجه‌ها را در دندانپزشکی به خود جلب کرده، استفاده از لیزرها است. مطالعات نشان داده‌اند که لیزرهای گروه اربیوم، سطح کامپوزیت را علاوه بر سطح دندان تحت تأثیر قرار می‌دهند.(12) سایلان قابلیت باند شیمیایی با ذرات فیلر کامپوزیت قدیمی را دارد(13) و قابلیت ترکنندگی ادهزیو را روی بی‌نظمی‌های سطحی افزایش می‌دهد(14) با این وجود تفاوت‌ها هنوز در مورد بهترین شیوه برای تعمیر کامپوزیت‌ها، به خصوص سایلوران بیس ها با توجه به نوپا بودنشان وجود دارد. در این مطالعه اثر شیوه‌های مختلف آماده‌سازی سطح روی استحکام باند برشی کامپوزیت‌های متاکریلات بیس و سایلوران بیس تعمیر شده توسط کامپوزیت سایلوران بیس مورد ارزیابی قرار گرفت.
مواد و روش‌ها
برای نمونه‌های کامپوزیتی، از هرکدام از دو نوع کامپوزیت با پایه سایلوران، P90 (Filtek TM¦P90, Low Shrink Posterior Restorative, 3M ESPE, USA) و با پایه متاکریلات Z350 (Z350 XT, 3M, USA)، با استفاده از ماتریکس‌های شفاف پلاستیکی، استوانه هایی با قطر داخلی 6 میلی‌متر و ارتفاع 4 میلی‌متر آماده گردید. کامپوزیت در دو لایه و هریک به ضخامت 2 میلی‌متر با دستگاه لایت کیور (Optilux 501, Kerr / Demetron, Danbury, CT, USA. 460 mw⁄cm2) به مدت 20 ثانیه کیور می‌شد.
استوانه‌های کامپوزیتی در آب مقطر در دمای 37 درجه سانتی‌گراد و به مدت یک هفته با هدف شبیه‌سازی پروسه پیرسازی نگهداری شدند و سپس هریک از استوانه‌ها در آکریل خود سخت شونده، مانت شدند. سطح آزاد هریک از نمونه‌ها با کاغذ ساینده سیلیکون کاربایدی 320 گریتی ساییده شد تا خشونتی مشابه آنچه با تراش با فرز به دست می‌آید، ایجاد شود. سپس نمونه‌ها به مدت 10 ثانیه با آب شسته شدند و پس از آن به مدت 15 ثانیه با اسیدفسفریک 35 درصد (Ultradent,35%,America) و مجدداً با آب 10 ثانیه شسته شدند.
نمونه‌ها از هر دو نوع کامپوزیت (P:P90, Z:Z350) به‌طور تصادفی به چهار گروه آماده‌سازی سطحی مختلف به شرح زیر تقسیم شدند (P1-P4, Z1-Z4)، هر گروه شامل 8 نمونه بود:
1- بدون آماده‌سازی سطحی
2- استفاده از سایلان (Bis-silane (A&B) two part porcelain primer, Bisco): دو جزء سایلان درست قبل از استفاده با هم مخلوط شده و به مدت 1 دقیقه روی سطح کامپوزیت اعمال‌شد و سپس با جریان ملایم هوا خشک گردید.
3- آماده‌سازی سطحی با لیزر اربیوم (Fiddis Plus, Fotona 1210 Ljubljana, Slovenia):
Er:YAG فرکانس 20 هرتز، طول پالس 150 میکرومتر (پالس کوتاه)، سطح انرژی 150 میلی ژول و چگالی انرژی 4/119 ژول بر سانتی‌متر مربع، همراه با اسپری آب (50 درصد) و هوا (50 درصد) و خروجی 3 وات، فاصله سر هندپیس دستگاه لیزر (RO7) تا سطح کامپوزیت حین پرتوتابی 2 میلی‌متر بود و لیزر روی هر نمونه در دایره‌ای به قطر 3 میلی‌متر و به مدت 15 ثانیه اعمال گردید.
4- سندبلاست با ذرات آلومینای (Al2O3) 50 میکرونی، با فشار 60 بار و در فاصله 5 میلی‌متر از سطح کامپوزیت و عمود بر سطح آن.
سپس از آن نمونه ها به هدف تمیزی سطح به مدت 15 ثانیه اچ شده وشسته شدند. سپس روی همه نمونه‌ها، جزء باندینگ سیستم ادهزیو P90 (P90 system (Adhesive), 3M ESPE, Germany) استفاده شد و به مدت 20 ثانیه کیور گردید.
تمامی نمونه‌ها با استفاده از مولدهای پلاستیکی شفاف با قطر داخلی 3 میلی‌متر و ارتفاع 4 میلی‌متر و کامپوزیتP90 (در دو لایه 2 میلی‌متر که هر لایه به مدت 20 ثانیه کیور می‌شد)، تعمیر شدند و در آب مقطر در دمای 37 درجه به مدت 24 ساعت نگهداری شدند.
برای تست ارزیابی استحکام باند برشی از دستگاه تست یونیورسال (Universal Testing Machine, Dartec Series Hclo, West idland, England) با تیغه به شکل چیزل و در سرعت بارگذاری 1 میلی‌متر در دقیقه استفاده شد و نیرو بر محل سطح تماس کامپوزیت اعمال شد. مقادیر استحکام باند برحسب نیوتن به دست آمد که با تقسیم بر سطح مقطع دایره‌ای به قطر 3 میلی‌متر (A=(πd^2)⁄4=7.065) برحسب مگاپاسکال محاسبه گردید. درنهایت داده‌ها با استفاده از آنالیز واریانس دو عاملی اثر نوع کامپوزیت و نحوه آماده سازی تعیین گردید. برای مقایسه دو به دوی گروه ها (8 گروه) از آزمون توکی استفاده گردید.
یافته‌ها
مقادیر مربوط به استحکام باند گروه‌های مختلف مورد آزمون و مقایسه آن‌ها در جداول 1 و 2 و نمودار1 آورده شده است .
جدول 1 : میانگین استحکام باند برشی کامپوزیت در گروه های مورد مطالعه
|
Z350 |
P90 |
|
|
انحراف معیار ± میانگین |
انحراف معیار ± میانگین |
|
|
24/2 ± 19/8 |
53/2 ± 29/9 |
1 |
|
70/2 ± 05/10 |
55/2 ± 49/10 |
2 |
|
65/1 ± 46/16 |
29/3 ± 00/20 |
3 |
|
56/1 ± 51/19 |
70/0 ± 40/23 |
4 |
|
001/0P< 34/15 F= : اثر نوع کامپوزیت 001/0P< 16/115 F= : اثر نحوه آماده سازی 09/0P= 28/2 F= : اثر متقابل |
نتیجه آزمون |
|
جدول 2 : مقادیر P-value در مقایسه گروه ها با یکدیگر
|
Z4 |
Z3 |
Z2 |
Z1 |
P4 |
P3 |
P2 |
P1 |
|
|
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
P1 |
|
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
966/0 |
P2 |
|
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0/0 |
0/0 |
P3 |
|
- |
- |
- |
- |
- |
078/0 |
0/0 |
0/0 |
P4 |
|
- |
- |
- |
- |
0/0 |
0/0 |
491/0 |
978/0 |
Z1 |
|
- |
- |
- |
738/0 |
0/0 |
0/0 |
000/1 |
998/0 |
Z2 |
|
- |
- |
0/0 |
0/0 |
0/0 |
058/0 |
0/0 |
0/0 |
Z3 |
|
- |
155/0 |
0/0 |
0/0 |
026/0 |
000/1 |
0/0 |
0/0 |
Z4 |
نمودار 1 : میانگین استحکام باند برشی کامپوزیت در گروه های مورد مطالعه
جهت بررسی داده‌ها از آنالیز واریانس یک‌طرفه و تست Post hoc Tukey HSD استفاده شد. در مطالعه حاضر بیشترین استحکام باند به‌دست‌آمده در هریک از دو گروه اصلی Z وP مربوط به گروه‌های Z4 و P4 یعنی سطوح سندبلاست شده با ذرات آلومینا بوده است. پس از گروه‌های Z4 و P4، بیشترین استحکام باند به‌دست‌آمده مربوط به گروه‌های Z3 و P3 یعنی سطوح آماده‌سازی شده با لیزر اربیوم بوده است. در مرتبه بعدی گروه‌های Z2 و P2 آماده‌شده با سایلان قرار داشتند که به‌طور معنی داری استحکام باند مربوط به آن‌ها کمتر از دو گروه قبلی بوده است. بین گروه‌های P2 & P1و Z1 & Z2 اختلاف معنی‌دار آماری وجود نداشت.
در گروه‌های متناظر از لحاظ شیوه آماده‌سازی سطحی صرفاً بین دو گروه Z4 و P4 اختلاف معنی‌دار آماری وجود داشت (026/0P=).
بحث
در مطالعه حاضر بیشترین استحکام باند به‌دست آمده در هریک از دو گروه اصلی Z وP مربوط به گروه‌های Z4 و P4 یعنی سطوح سندبلاست شده با ذرات آلومینا بوده است. نتیجه حاصل با نتایج مطالعات دیگر در مورد تعمیر کامپوزیت‌ها مطابقت دارد(16و15) و این بیانگر این است که این شیوه‌ی آماده‌سازی سطحی جهت تعمیر با سایلوران بیس ها نیز یک شیوه مؤثر خواهد بود. مطالعات Rodrigues(17) و Costa(15) در ارزیابی‌های SEM سطوح کامپوزیتی سندبلاست شده نشان داده است که خشونت‌های ریزگیرزایی ایجاد شده روی سطح، سطح در دسترس برای باند را افزایش داده و در نتیجه شاهد افزایش استحکام باند پس‌ازاین شیوه آماده‌سازی بوده‌اند.
پس از گروه‌های Z4 و P4، بیشترین استحکام باند به‌دست‌آمده مربوط به گروه‌های Z3 و P3 یعنی سطوح آماده‌سازی شده با لیزر اربیوم بوده است. استفاده از لیزر اربیوم در برداشت سمان و ترمیم‌های کامپوزیتی با توانایی ابلیشن انتخابی آن مورد ارزیابی قرارگرفته است(19و18) ابلیشن کامپوزیت با Er:YAG در اثر تبخیر انفجاری و در پی آن پرتاب هیدرودینامیک صورت می‌گیرد. در طی این پروسه ذوب سریع و در نتیجه آن تغییر حجم در ماده، نیروهای انبساطی قوی ایجاد می‌گردد. در اثر تداخل نیروهای ایجادشده و ساختار کامپوزیت، بیرون‌زدگی‌هایی روی سطح ایجادشده و ماده ذوب‌شده درنهایت به‌صورت قطراتی از سطح خارج می‌گردد.(21-19) مورفولوژی ریزگیرزایی ایجادشده روی سطح کامپوزیت، ناحیه سطحی در دسترس برای باندینگ را افزایش می‌دهد.(23و22) در این سطح افزایش‌یافته توزیع استرس روی سطح تماس بین دو کامپوزیت باند شده تغییر خواهد کرد(23) که درنهایت منجر به افزایش استحکام باند خواهد شد. ویژگی‌های مورفولوژی سطحی ناشی از ابلیشن لیزر بستگی دارد به ویژگی‌های پرتو لیزر تابشی و ساختار کامپوزیتی که تحت تأثیر آن قرار می‌گیرد. مطالعات دیگری نیز توانایی لیزر را در آماده‌سازی‌های مختلف سطحی کامپوزیت نشان داده‌اند.(24و22) Oskooee و همکاران(25)، تأثیر شیوه‌های مختلف آماده‌سازی سطحی شامل سندبلاست، لیزر Er:YAG و فرز الماسی را روی استحکام باند کامپوزیت‌های سایلوران بیس تعمیر شده ارزیابی کردند و نتایج حاکی از این بود که لیزر و فرز الماسی هردو در تعمیر سایلوران بیس ها موفق بوده‌اند و حتی نتایج این دو بهتر از سندبلاست بوده است. البته در مطالعه آن‌ها بالاتر بودن استحکام باند ناشی از لیزر نسبت به سندبلاست برخلاف نتایج به‌دست‌آمده از مطالعه حاضر است که می‌تواند ناشی از تفاوت پارامترهای لیزر در دو مطالعه باشد ولی مطالعات SEM بیشتری نیز جهت مقایسه سطوح لیزر تابی شده و سندبلاست شده بایستی انجام گیرد.
استفاده از سایلان بر اساس این فرض است که در هر سطح کامپوزیت، حدوداً 50 درصد حجم شامل ذرات فیلرگلاس است با توجه به این که سایلان با افزایش ترشوندگی سوبسترا، باند شیمیایی به فیلر کامپوزیت تعمیر شونده را فراهم می‌کند استفاده از آن روی سطوح کامپوزیتی به‌طور بالقوه استحکام باند را حین پروسه‌های تعمیر افزایش می‌دهد.(27و26) ارزیابی SEM سطح کامپوزیت ساییده شده نشان داد که تنها نواحی اندکی در سطوح کامپوزیتی به‌صورت فیلرهای عریان مشخص می‌شوند.(27) در مطالعه Hamano و همکاران(28) ارزیابی‌های SEM نشان داده‌شده که در مورد کامپوزیت‌های سایلوران بیس پیر شده، تنها 1/5 درصد از سطح اکسپوز شده حاوی فیلرهای عریان بوده است.
در هریک از دو گروه P و Z استفاده از سایلان
(P2 & Z2) استحکام باند کمتری را نسبت به گروه‌های آماده‌سازی شده با سندبلاست و لیزر اربیوم نشان داد و این اختلاف به لحاظ آماری معنی‌دار بوده است (05/0>P) در توجیه این مطلب، می‌توان چنین نتیجه‌گیری کرد که میزان اندک فیلر اکسپوز شده در هریک از دو نوع متفاوت کامپوزیت سوبسترا (متاکریلات بیس یا سایلوران بیس) حتی وقتی سایلانیزه هم بشود، توانایی افزایش استحکام باند اینترفیس را نخواهد داشت. با توجه به عدم حضور اختلاف معنی‌دار آماری بین گروه‌های Z1 و Z2 و همچنین P1 و P2 استفاده از سایلان، هیچ برتری نسبت به حالتی که آماده‌سازی سطحی صورت نگرفته است، نداشته است.
در مقایسه گروه‌های متناظر دو نوع کامپوزیت ازلحاظ شیوه‌ی آماده‌سازی سطحی (P3&Z3, P2&Z2, P1&Z1 P4&Z4) تنها بین دو گروه Z4 و P4 اختلاف معنی‌دار آماری وجود داشته است (026/0P=) با توجه به نتیجه حاصل چنین به نظر می‌رسد که نوع کامپوزیت سوبسترا سهم مهمی در استحکام باند سطح تماس حاصل ندارد براساس مطالعه Brosh(10)، ایجاد یک اتصال قوی بین کامپوزیت جدید و قدیمی حین پروسه تعمیر از طریق سه مکانیسم امکان‌پذیر است: باند شیمیایی به ماتریکس آلی باند، باند شیمیایی به فیلرهای اکسپوز شده، گیر میکرومکانیکال. در فرایند تعمیر متاکریلات بیس ها با کامپوزیت هم نوع باند شیمیایی منومرهای جدید و قدیمی مطرح است ولی با توجه به میزان اندک رادیکال آزاد باقیمانده در طی پیرسازی مصنوعی یا طبیعی تکیه صرف روی این نوع پیوند بدون هیچ‌گونه آماده‌سازی سطحی نتایج مطلوبی را نشان نداده است.(29و17و15) در نتیجه اعمال شیوه‌های مطلوب آماده‌سازی سطح جهت رسیدن به سطح تماس مطلوب ضروری است؛ اما در مورد باند متاکریلات بیس ها به سایلوران بیس ها با توجه به نوع متفاوت منومرها و طریقه پلیمریزاسیون متفاوتشان، باند شیمیایی بین دو ماتریکس امکان‌پذیر نیست. درنتیجه دو مکانیسم دیگر ذکرشده در بالا(19) در ایجاد باند مطلوب نقش ایفا می‌کنند. نتایج این مطالعه مؤید مطالب فوق است به‌نحوی‌که تفاوت جنس ماتریکس دو نوع کامپوزیت سوبسترا و تعمیرکننده عاملی در جهت کاهش استحکام باند نبوده است. در ارتباط با دو گروه P4 & Z4 نیز، باوجود کمتر بودن میانگین استحکام باند گروه Z3 باز هم از لحاظ کلینیکی مطلوب در نظر گرفته می‌شود.
استحکام باند ضروری برای یک تعمیر موفق در کلینیک مورد ارزیابی قرار نگرفته است، با این وجود استحکام کامپوزیت به مینا در بین 15 تا 30 مگاپاسکال در کلینیک موفق در نظر گرفته می‌شود(32-30) طبق نظر برخی از نویسندگان، استحکام باند اینترفیس ایجادشده لازم است بالاتر از 18 مگاپاسکال و یا شاید بین 20 تا 25 مگاپاسکال باشد تا موفقیت کلینیکی را به دنبال داشته باشد.(34و33)
طبق این توضیحات، در بین گروه‌های مطالعه حاضر میانگین استحکام باند در چهار گروه Z3 و Z4و P3 و P4 بالاتر از حداقل 15 مگاپاسکال بوده است که می‌توان چنین نتیجه‌گیری کرد که در پروسه‌های تعمیر کامپوزیت (چه متاکریلات بیس و چه سایلوران بیس) با کامپوزیت سایلوران بیس جهت رسیدن به موفقیت کلینیکی بایستی از سندبلاست با آلومینا و یا لیزر اربیوم استفاده کرد و عدم آماده‌سازی سطحی و یا استفاده از سایلان کفایت لازم را جهت به دست آوردن استحکام باند مطلوب ندارند.
نتیجه‌گیری
تعمیر کامپوزیت‌های متاکریلات بیس با سایلوران بیس ها امکان‌پذیر است ولی شیوه‌های مختلف آماده‌سازی سطحی در استحکام باند اینترفیس حاصله نقش بسیار مهم و متفاوتی ایفا می‌کند. جهت تعمیر با کامپوزیت سایلوران بیس، آماده‌سازی سطح کامپوزیت قبلی با لیزر اربیوم و سندبلاست، استحکام باند مطلوبی به دنبال خواهد داشت درحالی که استفاده از سایلان نتایج را بهبود نمی‌بخشد.
تشکر و قدردانی
این مقاله منتج از پایان نامه به شماره 23810201931009 از دانشگاه آزاد خوراسگان می باشد. بدینوسیله از تمامی همکاران لابراتوار ترابی نژاد تقدیر و تشکر می گردد.
)