نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشیار گروه ترمیمی و زیبایی، دانشکده دندانپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی یزد
2 دستیار تخصصی گروه ترمیمی و زیبایی، دانشکده دندانپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی یزد
چکیده
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Introduction: Clinical performance of light cured resin composites is related to their degree of polymerization. The purpose of this study was to compare the degree of conversion of packable and hybrid composites by FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy).
Materials & Methods: In this experimental study, 40 composite disks were prepared intwo groups from Z250 and P60 composites. Each group was divided into four subgroups (2mm thickness cured with QTH unit, 2mm thickness cured with LED unit, 5mm thickness cured with QTH unit, and 5mm thickness cured with LED unit). Then samples were evaluated by FTIR to determine the degree of conversion (DC). Data were analyzed by Kolmogorov-Smirnov and three way ANOVA.
Results: There was not a significant difference among the DC of the materials tested. LED significantly increased the degree of conversion of materials tested (P<0.001). DC values were significantly greater in 2mm diameter samples vs 5mm ones (P<0.001).
Conclusion: The use of incremental technique in deep cavities restored with these composites is suggested. Also using LED is advised for curing composites because of a better result.
مقدمه
تحقیقات انجام شده کامپوزیتهای نوری را به عنوان یک ماده ترمیمی ایدهآل که علاوه بر زیبایی، خصوصیات فیزیکی و مکانیکی مناسبی هم دارند, معرفی میکنند. البته این مواد یک عیب عمده دارند: میزان پلیمریزاسیون آنها به میزان نوری که با آن کیور میشوند، غلظت عوامل آغازگر، مقدار و سایز فیلر، و میزان پخش شدن نور داخل ترمیم بستگی دارد. بنابراین تا عمق خاصی که نور به میزان مناسب در توده ماده نفوذ کند، پلیمریزه میشوند. این کاهش کیور شدن تحت عنوان «عمق کیور» تعریف میشود و اثر قابل ملاحظهای روی خصوصیات فیزیکی و بیولوژیکی ترمیم دارد.(1) یکی از روشهای تعیین عمق کیور اندازه گیری درجه پلیمریزاسیون است که به صورت نسبت کل تعداد باندهای دوگانه C=C در نمونه کیور شده به کل تعداد باندهای دوگانه در نمونه کیور نشده تعریف میشود.(2)
روشهای شایعی که امروزه برای ارزیابی درجه پلیمریزاسیون استفاده میشود اسپکتروسکوپی مادون قرمز(3)، سختی سنجی سطحی(4) و روشهای اپتیکال و Scraping(5) میباشد. هرچند روشهای Scraping و اپتیکال در مقایسه با سختی سطحی و درجه پلیمریزاسیون هر دو عمق کیور را بیشتر از حد تخمین میزنند. همچنین باوجود اینکه سختی سطحی ارتباط نزدیکی با درجه پلیمریزاسیون دارد، اما رابطه کاهش درجه پلیمریزاسیون با افزایش عمق دقیقتر است.(6) بنابراین پیشنهاد شده که اسپکتروسکوپی مادون قرمز حساسترین روش ارزیابی عمق کیورینگ در کامپوزیتهای دندانی است.(8و7) یکی از فاکتورهایی که روی درجه پلیمریزاسیون کامپوزیتها موثر است، میزان و شدت نور دستگاه لایت است. در حال حاضر دستگاههای Quartz Tungsten Halogen
(QTH) به طور وسیعی به عنوان منبع نور جهت پلیمریزاسیون کامپوزیتها استفاده میشوند. در مورد دستگاههای LED(Light-Emitting Diode) هم که جدیدتر معرفی شدهاند، ادعا میشود که به دلیل تطابق بهتر طیف انتشاری آنها با حداکثر طیف جذبی کامفورکینون (نسبت به طیف وسیعتر QTH)، در کیور مواد با بیس رزینی موفقتر هستند. اما نتایج مطالعات در این مورد متفاوت بوده است.(12-9) عرضه کامپوزیتهای پکشونده با ویژگی مکانیکی مطلوب و امکان بازسازی تماسهای پروگزیمالی صحیح، به میزان قابل توجهی مشکلات ناشی از استفاده از کامپوزیتها در نواحی خلفی را کاهش داده است. همچنین تولیدکنندگان این نوع کامپوزیتها ادعا میکنند که عمق کیور این نوع کامپوزیت بیشتر از نوع هیبرید است که به دلیل سایز بزرگتر ذرات فیلر پخش شدن نور کمتر بوده و تا عمق بیشتری کیور میشوند.(14و13) بنابراین با توجه به نتایج مطالعات مختلف، هدف از این مطالعه مقایسه درجه پلیمریزاسیون کامپوزیتهای هیبرید (Z250) و پک شونده (P60) کیور شده با دستگاههای LED و QTH در دو ضخامت mm2 و mm 5 با استفاده از روش FTIR بود.
مواد و روشها
مـشخصات مواد ترمیمی و دستـگاههای نوری استفاده
شده در جدول 1 و 2 نشان داده شده است.
تعداد 40 دیسک کامپوزیتی با استفاده از مولدهای پلاستیکی به قطر mm5 و در دو ارتفاع mm2 و mm5 به صورت زیر آماده شد.
نمونه هادر دو گروه A (P60) و (B (Z250 تهیه شدند که هر یک ازاین گروهها به 4 زیرگروه A1-A4 و B1-B4 به شرح زیر تقسیم شدند. (5n=)
زیرگروه A1 وB1 نمونههای با ضخامت mm2 کیور شده با QTH، زیر گروه A2 و B2 نمونههای با ضخامت mm2 کیور شده با LED، A3 و B3 نمونههای با ضخامت mm5 کیور شده با QTH، A4 و B4 نمونههای با ضخامت mm5 کیور شده با LED بودند.(5(n=
مولدها روی اسلب شیشهای قرار داده شد. سپس کامپوزیت Z250 و P60 به روش تودهای داخل مولد قرار گرفته، یک لایه نوار سلولوئیدی روی آن قرار گرفته و یک اسلب شیشهای روی آن فشرده شد تا اضافات کامپوزیت خارج شود.
سپس کیورینگ نمونهها طبق گروهبندی گفته شده توسط دستگاههای نوری QTH (FarazDentin) با شدت mw/cm2 500 و LED ((FarazDentin با شدت
mw/cm2 700 به روش استاندارد (Continuous) برای مدت 40 ثانیه انجام شد. بعد از آمادهسازی، نمونهها برای 24 ساعت در محیط تاریک و در دمای اتاق (16و15) قرار داده شد. سپس یک لایه نازک از هر دو نوع کامپوزیت کیور نشده بین دو اسلب شیشهای فشرده شد تا بتوان حداکثر طیف جذبی نمونه کیور نشده را به دست آورد.(17) سپس کل نمونههای کیور شده و کیورنشده با دستگاه FTIR (EQUINOX 55, Bruker, Germany) تحت آنالیز قرار گرفتند.
درجه پلیمریزاسیون هر نمونه با مقایسه C=C آلیفاتیک با آروماتیک در نمونههای کیور شده و کیور نشده تعیین شد. گروه آلیفاتیک دارای حداکثر طیف جذبی در
1638 cm-1 میباشد و گروه آروماتیک دارای حداکثر طیف جذبی در 1609 cm-1 است که طی پلیمریزیشن بدون تغییر باقی میماند. (تصویر 1)
تصویر 1 : طیف FTIR کامپوزیت قبل (a) و بعد (b)کیورینگ
با استفاده از تغییر در نسبت C=Cآلیفاتیک قبل و بعد از کیورینگ، درجه پلیمریزاسیون آلیفاتیک به آروماتیک میتواند با استفاده از فرمول زیر محاسبه شود.(18)
1-[abs(alphaticc=c)/abc(aromatic=c] polymer
DC% = ------------------------------------------------------- × 100
[abs(alphaticc=c)/abc(aromatic=c] monomer
جدول 1 : نوع و ترکیب مواد مورداستفاده
سایز فیلر |
درصد حجمی فیلر |
فیلر غیرآلی |
ماتریکس ارگانیک |
نوع |
مواد |
µm5/3-01/0 (میانگین 6/0) |
60 |
زیرکونیا/سیلیکا |
Bis GMA, UEDMA, Bis- EMA |
کامپوزیت هیبرید |
Filtek Z250(A3)
(3M,StPaul,MO,USA) |
µm5/3-01/0 (میانگین 6/0) |
61 |
زیرکونیا/سیلیکا |
Bis- GMA, UEDMA, Bis- EMA |
کامپوزیت پک شونده |
Filtek P60(A3) (3M,StPaul,MO,USA) |
جدول 2 : شدت و زمان دستگاههای لایت کیور
زمان اکسپوژر |
شدت دستگاه |
نوع دستگاه |
40s |
500mw/cm2 |
QTH (FarazDentin, Farazmehr, Isfahan,Iran) |
40s |
700mw/cm2 |
LED (FarazDentin, Farazmehr, Isfahan,Iran) |
یافتهها
در این مطالعه ابتدا نرمال بودن مقادیر درجه پلیمریزاسیون توسط آزمون Kolmogorov-Smirnov مورد بررسی قرار گرفت که فرض نرمال بودن مقادیر پذیرفته گردید. (083/0=P) سپس با استفاده از آنالیز واریانس سه عاملی تجزیه و تحلیل آماری انجام شد. میانگین درجه پلیمریزاسیون در ارتباط با ضخامت و نوع ماده و نوع دستگاه لایت کیور در جدول 3 بیان شده است.
طبق دادههای جدول 4، نوع ماده (Z250 یا P60) اثر معنیداری روی درجه پلیمریزاسیون نداشت (934/0(P=، اما تاثیر ضخامت و نوع دستگاه لایت کیور معنیدار بود (001/0(P=. درصد درجه پلیمریزاسیون در ضخامت mm2 نسبت به ضخامت mm5 بیشتر بود همچنین LED باعث درجه پلیمریزاسیون بالاتری شده بود.
با توجه به تحلیل واریانس سه عاملی نتایج بررسی تاثیر متغیرهای مورد مطالعه بر روی درجه پلیمریزاسیون مطابق جدول زیر بود. لازم به ذکر است که اثر متقابل بین متغیرهای مستقل در این بررسی مشاهده نگردید (05/0(P=.
جدول 3 : میانگینDC% و انحراف معیار در ارتباط با ضخامت و نوع ماده ونوع دستگاه لایت کیور
Z250 |
P60 |
|
||
QTH |
LED |
QTH |
LED |
|
72/2 ± 02/64 |
71/2 ± 84/68 |
03/4 ± 14/63 |
74/2 ± 14/68 |
mm 2 |
68/4 ± 38/36 |
90/4 ± 70/40 |
17/4 ± 78/37 |
48/3 ± 26/41 |
mm5 |
جدول 4 : نتایج آنالیز واریانس سه عاملی
متغیر |
مجموع مربعات |
درجه آزادی |
آماره F |
P-value |
نوع ماده |
09/0 |
1 |
007/0 |
934/0 |
ضخامت |
7/7292 |
1 |
77/561 |
001/0 < |
روش کیورینگ |
04/194 |
1 |
947/14 |
001/0 > |
بحث
در این مطالعه میزان درجه پلیمریزاسیون دو نوع کامپوزیت Z250 و P60 در ضخامتهای مختلف و با دستگاههای لایت کیور LED و QTH ارزیابی شد. طبق نتایج این مطالعه میانگین درجه پلیمریزاسیون دو ماده Z250 و P60 در ضخامتهای mm2 و mm5 اختلاف معنیداری نداشت. علت این امر را میتوان با توجه به نوع فیلر مشابه (زیرکونیا /سیلیکا)، میانگین سایز فیلر مشابه (µm6/0)، درصد حجمی فیلر مشابه (60%)، و سیستم رزینی مشابه (TEG-DMA, UDMA, Bis-EMA) نسبت داد.(18) Ersoy و همکارانش(19) هم در مقایسه عمق کیور کامپوزیتهای P60 و Z250 به نتایج مشابهی رسیدند و اختلاف معنیداری بین این دو نوع کامپوزیت مشاهده نشده بود. اما در مطالعه Bala و همکارانش(18)، درصد درجه پلیمریزاسیون P60 به طور معنیداری نسبت به Z250 بالاتر بود که این تفاوت را به حضور مولکول UDMA و تفاوت در مقدار فیلر و آغازگرها و Silanation ذرات فیلر نسبت داده است.
اما Fleming و همکارانش(20) هم تفاوت معنیداری را در میزان درجه پلیمریزاسیون دو کامپوزیت P60 و Z250 کیور شده با LED مشاهده نکردند.
در مورد تأثیر نوع دستگاه لایت کیور بر روی میزان درجه پلیمریزاسیون، طبق نتایج این مطالعه میزان درجه پلیمریزاسیون به دست آمده توسط دستگاه LED به طور معنیداری بیشتر از میزان درجه پلیمریزاسیون به دست آمده با دستگاه QTH بود که میتوان آن را با توجه به شدت بالاتر دستگاه LED (mw/cm2 700) نسبت به QTH (mw/cm2 500) توجیه کردکه به دلیل شدت بیشتر، عمق نفوذ نور بیشتر بوده و پلیمریزیشن بیشتر اتفاق افتاده است. همچنین طیف باریکتر LED تطابق بیشتری با طیف جذبی کامفورکینون داشته است. در مطالعه Porto و همکارانش(21) هم، LED (mw/cm2 900) و QTH (mw/cm2 700) در سطح دیسکهای mm2 کامپوزیت Z250 باعث مقادیر درجه پلیمریزاسیون مشابهی میشدند اما در عمق دیسکها مقادیر درجه پلیمریزاسیون به دست آمده توسط LED به طور معنیداری بیشتر بود. Aguiar(22) هم به نتایج مشابهی در مورد تاثیر LED با شدت بالاتر بر درجه پلیمریزاسیون نانوکامپوزیتها رسید. در مطالعه Bala و همکارانش(18)، اثر LED (شدت mw/cm2 400) و QTH (mw/cm2600) با زمان 40 ثانیه روی میزان درجه پلیمریزاسیون کامپوزیت Z250 مشابه بود اما در مورد کامپوزیت P60، LED باعث میزان درجه پلیمریزاسیون بالاتری نسبت به QTH شده است. اما در مطالعه Tarle و همکارانش(7) میزان درجه پلیمریزاسیون بالاتری با دستگاه QTH به دست آمد که علت آن را بیشتر بودن شدت نور دســتـگــاه QTH (mw/cm2 560) در مـقـابــل LED
(mw/cm2 9) ذکر کرده است.
Mills و همکارانش(23) هم از دستگاه LED با شدت (mw/cm2 290) و QTH با شدت (mw/cm2 300) برای مقایسه عمق کیورینگ کامپوزیتها استفاده کردند و بیان کردند که LED کامپوزیتهای میکروفیل و هیبرید را به طور معنیداری عمیقتر از QTH کیور میکند. Fusibayashi(24) هم بر اساس نتایج مطالعه خود بیان کرد که LED در شدت مشابه با QTH به طور معنیداری عمق کیور بالاتری را نسبت به آن ایجاد میکند. در مطالعه Scotti و همکارانش(25) نوع دستگاه لایت ( QTHبا شدت (mw/cm2 2200) و LED با شدت (mw/cm2 1100) تاثیر معنیداری بر عمق کیور کامپوزیتها نداشت، چون محدوده طیف QTH به خوبی توسط کامفورکینون جذب نمیشود؛ در حالی که طیف LED باریکتر بوده و تطابق بیشتری با طیف جذبی کامفورکینون، دارد در نتیجه عمق کیور بیشتر است. اما اثر ضخامت بر عمق کیور معنیدار بود و در ضخامت کمتر، عمق کیور به طور معنیداری بالاتر بوده است به این دلیل که در عمق بیشتر عبور نور کمتر بوده و پلیمریزیشن کمتر اتفاق میافتد. Ceballos(26) و موسوی نسب(27) هم به نتایج مشابهی در این مورد رسیدند. در مقابل Oliveira و همکارانش(28) و David و همکارانش(29) تاثیر LED را در کیور کامپوزیت بیشتر از QTH دانسته که علت آن را شدت بالاتر دستگاه لایت در LED (mw/cm2 1200 در مقابل mw/cm2 700) و تطابق بیشتر با طیف جذبی کامفورکینون بیان کردهاند.
وقتی از آغازگر کامفورکینون استفاده میشود طول موج مؤثر برای پلیمریزشن کامپوزیتها nm 470 است. مزیت عمده استفاده از LED طول موج باریکتر آن
nm 490-440 در مقایسه با nm 520-450 دستگاه QTH است. در کل کارایی پلیمریزیشن فقط بستگی به شدت نور دستگاه لایت ندارد، بلکه به شیمی ماده، اکسپوژرتایم دستگاه، وضعیت قرارگیری و قطر سر دستگاه لایت کیور و همچنین قطر و رنگ کامپوزیت مرتبط است.(30و6) در شرایطی که همه این موارد مشابه هستند، مقایسه کارایی آنها فقط بر اساس شدت دستگاه شاید خیلی قابل استناد نباشد.
ضخامت نمونههای این مطالعه mm2 و mm5 بود که ضخامت mm2 به طور معنیداری میزان درجه پلیمریزاسیون بالاتری داشت. تأثیر ضخامت در میزان درجه پلیمریزاسیون مربوط به کاهش عبور نور است. هرچند رنگ کامپوزیت و فاصله سر دستگاه لایت از سطح کامپوزیت هم در میزان آن مؤثر است.
Ersoy و همکارانش(19) عمق کیور کامپوزیت P60 را mm82/2 و mm07/3 برای کامپوزیت Z250 گزارش کردند.Jandt و همکارانش(31) هم میانگین عمق کیور به دست آمده توسط دستگاه LED و QTH را برای یک نوع کامپوزیت هیبرید به ترتیب mm67/2 و mm20/3 گزارش کردند که بر اساس نتایج مطالعه حاضر و این مطالعات استفاده از تکنیکهای پر کردن تودهای جهت پرکردن حفرات در این نوع کامپوزیتها توصیه نمیشود و بهتر است از تکنیکهای لایهای با حداکثر ضخامت mm2 برای اطمینان از حداکثر میزان کیورینگ استفاده شود.
Rueggeberg و همکارانش(32) در بررسی فاکتورهای مؤثر روی عمق کیور کامپوزیتهای مختلف این طور نتیجهگیری کردند که در سطح کامپوزیت نوع فیلر (هیبرید یا میکروفیل)، مدت اکسپوژر، و رنگ رزین کامپوزیت فاکتورهای تأثیرگذار بر میزان کیورینگ کامپوزیت هستند. در عمق mm1 مدت اکسپوژر، نوع فیلر و شدت دستگاه لایت کیور عوامل تأثیرگذار هستند، و در عمق mm2 و بیشتر، عوامل مؤثر بر میزان کیورینگ، شدت نور دستگاه لایت کیور و زمان اکسپوژر میباشد رنگ رزین و نوع فیلر تأثیر خیلی کمی را در این عمقها دارد.
نتیجه گیری
با توجه به محدودیتها و نتایج مطالعه حاضر در مورد کامپوزیتهای P60 و Z250 و میزان پلیمریزیشن مشابه آنها پیشنهاد میشود که در حفرات عمیق برای حداکثر پلیمریزیشن به صورت لایهای به کار روند. استفاده از دستگاه LED هم به دلیل افزایش بیشتر میزان درجه پلیمریزاسیون برای کیورینگ کامپوزیتهای لایت کیور پیشنهاد میشود.
تشکر و قدردانی
این مقاله نتیجه طرح تحقیقاتی مصوب دانشگاه علوم پزشکی یزد به شماره 317 میباشد که بدین وسیله از معاونت پژوهشی دانشگاه یزد تقدیر میگردد.