نویسندگان
1 استادیار پروتزهای دندانی دانشکده دندانپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی همدان، همدان، ایران
2 دانشیار پروتزهای دندانی، دانشکده دندانپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی همدان، همدان، ایران
3 دانشیار آمار زیستی، دانشکده دندانپزشکی بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی همدان، همدان، ایران
4 استادیار پروتزهای دندانی، دانشکده دندانپزشکی کاشان، دستیار تخصصی گروه پروترهای دندانی، دانشکده دندانپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی همدان، همدان، ایران
5 استادیار پروتزهای دندانی، مرکز تحقیقات پیشگیری از پوسیدگی دندان دانشگاه علوم پزشکی قزوین، قزوین، ایران
چکیده
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Introduction: Feldspathic porcelains and zirconia crowns are the most applied dental ceramic materials. Teeth wear against these ceramics has turned into a major concern. Primary surface roughness of these ceramics can have a significant impact on enamel abrasion. This study aimed to detect an association between enamel abrasion and surface roughness of dental ceramics.
Materials & Methods: In this laboratorial study, polished zirconia samples, polished feldspathic porcelains, and polished and glazed feldspathic porcelains were prepared (N=11). In addition, human natural premolar teeth were provided as antagonist. Afterwards, mounted tooth samples were photographed by a stereo microscope in a fixed position and the distance from the cusp tip to the reference point was measured. Surface roughness of all samples was evaluated before the test using a profilometer device. Following that, ceramic samples were tested against dental samples. Moreover, 11 tooth samples (control group) were tested against another 11 tooth samples in chewing simulator device with 120000 masticatory cycles (equal to six months of chewing). Afterwards, tooth samples were photographed again and differences between the measurements were recorded. Data analysis was performed in SPSS version 20 using the kruskal-Wallis test and scatter diagram graphs, and P-value of less than 0.05 was considered statistically significant.
Results: In this study, mean and standard deviation of surface roughness rate in polished porcelain, polished and glazed porcelain, polished zirconia ceramics and control group were 1.48±0.083, 1.20±0.126, 0.535±0.086 and 0.039±0.006 micrometers, respectively. According to the results, a statistically significant difference was observed between the level of surface roughness in the study groups (P<0.001). Among the ceramics, the highest levels of abrasion and surface roughness were observed in the polished porcelain group, whereas the lowest levels were allocated to the polished zirconia group.
Conclusion: According to the results of this study, higher level of surface roughness of ceramics increased tooth abrasion.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
با افزایش روزافزون علاقه مردم جامعه به زیبایی، تعداد ترمیم های دندانی مرتبط به زیبایی نیز افزایش می یابد. با توجه به این علاقه عمومی، کاربرد های کلینیکی روکش های تمام سرامیکی که زیباتر و سازگارتر از نمونه های فلزی-سرامیکی می باشند رو به افزایش
است.(3-1)
مطالعات متعدد نشان می دهد که سایندگی مواد سرامیکی در برابر دندان بیشتر از سایش مینا در برابر دندان است.(4) با وجود آنکه زیر کونیا استحکام سایشی بیشتری نسبت به بسیاری از سرامیک های دندانی دیگر دارد، خصوصیات سایشی بهتری نسبت به سایر سرامیک ها به خصوص پرسلن های دندانی در جهت کاهش میزان سایش مینای دندان های مقابل دارد.(6و5)
امروزه میزان سایش دندان های طبیعی در برابر سرامیک ها به یک نگرانی تبدیل شده است.(9-7) بسیاری از کانتورهای اناتومیک سرامیکی جهت افزایش زیبایی، رنگ آمیزی و گلیز سطحی می شوند. تاثیرات این تغییرات می تواند روی خشونت سطحی سرامیک ها و میزان سایش دندان های مقابل موثر باشد.(11-10)
پرسلن نسبت به طلا، آمالگام، کامپوزیت و یا مینا سایش بیشتری ایجاد می کند.(13-12) به طور معمول روکش های زیرکونیایی شامل یک کور زیر کونیایی در داخل و پرسلن فلدسپاتیک در روی آن می باشد. در میان مواد ترمیمی، طلای تیپ 3 یک ماده ایده آل از جهت کمترین میزان سایش در برابر مینای دندان مقابل است. سایش سرامیک ها علی رغم ظاهر زیبا و سازگاری نسجی آنها یک عیب بزرگ می باشد که کاربرد کلینیکی آنها را محدود می کند.(15و14) تنوع در ترکیب سرامیک ها و ریزساختار آنها می تواند روی خشونت سطحی و خصوصیات سایشی آنها مؤثر باشد.(16)
سرامیک های دندانی بر اساس ترکیب شیمیائی به سه دسته کلی تقسیم می شوند که شامل، Silica-based، Alumina-based و Zirconia-based می باشند. این گروه ها با پروسه ساخت متفاوت و متنوع در رستوریشن های داخل و خارج تاجی به کار برده می شوند.(17)
اولین پرسلنی که در ساخت رستوریشن های دندانی به کار رفت، پرسلن های با بیس سیلیکا بود. این نوع سرامیک از لحاظ تشابه و بازسازی رنگ طبیعی دندان، درجه بالایی از زیبایی و تطابق رنگ را ایجاد می کند. پرسلن های فلدسپاتیک با بیس سیلیکا می باشند.
زیرکونیا اولین بار در سال 1969 برای مصارف پزشکی و در ارتوپدی استفاده شد. این ماده برای جایگزینی سر ران به جای تیتانیوم و آلومینا به کار رفت. زیرکونیا از نظر طبقه بندی جزء اکسیدهای سرامیکی محسوب می شود که یک فاز کریستالی غالب دارد و فاقد فاز گلاس می باشد. این ماده یک دی اکسید کریستالی زیرکونیوم است که خواص مکانیکی آن شبیه فلزات و رنگ آن شبیه دندان است، به همین دلیل به آن سرامیک استیل می گویند.(19-18)
سایش به عنوان صدمه به سطح دندان یا از دست رفتن حجمی از دندان توسط تماس مستقیم با دندان یا مواد دیگر شناخته می شود. سایش دندان یک پدیده فیزیولوژیک بوده و به طور طبیعی در طی زندگی رخ می دهد. این پدیده می تواند به صورت مکانیکی یا شیمیایی رخ دهد. استاندارد ماده ترمیمی، طلا می باشد. بهترین ماده آن است که نه ساییده شود و نه باعث سایش مینای دندان مقابل شود. پرسلن های دندانی گلیز شده تقریباً 40 برابر بیش از طلا،مینای دندان مقابل را می سایند.(20)
Heintze و همکاران(21) در کشور سوئیس در مقالهای مروری به بررسی میزان سایش سرامیک و علل مؤثر در آن پرداختند. آنها پی بردند که شکل نمونه ها (نمونههای مسطح میزان سایش بیشتری نسبت به نمونههای شکل دندان دارد.)، عملیات سطحی (سائیدگی نمونههای گلیز شده بیشتر از پالیش شده بود.)، خشونت سطحی سرامیک و ضخامت مینا (سایش کمتر در دندان های با مینای ضخیم تر در سایش پرسلن موثرند.
Delong و همکاران(22) در امریکا در مطالعهای به بررسی میزان سایش مینا در مقابل 5 گروه طلا، پرسلن سرامکو، دایکور، پرسلن سرامکو با رنگ آمیزی و دایکور همراه با رنگ آمیزی پرداختند. آنها دریافتند که میزان سایش مینا در مقابل پرسلنهایی که به صورت خارجی رنگآمیزی شده اند، 5-2 برابر بیشتر از گروههای بدون رنگآمیزی بود. که دلیل آن تاثیر رنگ آمیزی بر خشونت سطحی و بالتبع میزان سایش مینای مقابل می باشد. این میزان در مقایسه با طلا 15-10 برابر بود. میزان سایش مینا در مقابل طلا و دایکور بدون رنگآمیزی خارجی تقریباً برابر بود.(22)
با توجه به اینکه مطالعات اندکی در این زمینه انجام شده است بر آن شدیم تا رابطه بین میزان سایش و خشونت سطحی سرامیک های دندانی را ارزیابی نماییم.
مواد و روش ها
در این مطالعه تجربی-آزمایشگاهی، نمونه ها شامل سه گروه بود و در هر گروه 11 نمونه بررسی شد. بنابراین گروه ها شامل:
1- پرسلن فلدسپاتیک (VITA MARK II, Germany) پالیش شده (PP)
2- پرسلن فلدسپاتیک ((VITA MARK II پالیش و گلیز شده (PG)
3- زیرکونیای (IVOCLAR, Germany) پالیش شده (ZP)
4- گروه کنترل یا دندان طبیعی (C)
برای گروه کنترل 11 دندان پرمولر در برابر 11 دندان دیگر در دستگاه شبیه ساز جویدن قرار داده شد.
همچنین برای گروه کنترل، 11 دندان پره مولر در برابر 11 دندان دیگر بودند. ابعاد بلوک های مورد مطالعه 5´12´14 میلیمتر بود که توسط دستگاه CNC (Computer numerical control) آماده گردید. همچنین از 55 عدد دندان پره مولر که به تازگی کشیده شده بودند و بدون پوسیدگی و یا پرکردگی بودند، استفاده شد. جهت نگهداری دندان ها از محلول تیمول 1 درصد استفاده گردید و دندان های دارای کاسپ های تیز و یا نقص از مطالعه خارج شدند. کلیه نمونه ها و دندان ها توسط دستگاه اولتراسونیک(Mini sono clean CA 1470, Kaigo Denki Coltd, Tokyo, Japan) به مدت 15 دقیقه تمیز شدند و سرامیک ها طبق دستور کارخانه سازنده در کوره .(Vita Vacumot 40T, Vita) Zehn fabric, Germany حرارت داده شدند. سپس جهت پالیش نمونه ها از کیت مخصوص پرداخت سرامیک (Drendel Zweiling, Switzerland) که شامل سه دیسک پرداخت بود، استفاده گردید و برای گلیز گروه سوم (ویتامارک II) مایع مخصوص گلیز طبق دستور کارخانه سازنده اعمال شد.
در ابتدا توسط میکروسکوپ الکترونی (Field emission scanning electeron microscope, VEGA II TESCAN, Czech Republic) جهت بررسی دقیق سطوح نمونه ها تصاویری به دست آمد. (تصویر 1).
تصویر 1 : عکس های میکروسکوپ الکترونی از نمونه های سرامیکی :(a) پرسلن فلدسپاتیک ویتامارک II پالیش شده، (b): پرسلن فلدسپاتیک ویتامارک II پالیش و گلیز شده، (c) زیرکونیای پالیش شده و (d) مینای دندان با بزرگنمایی200 هزار برابر
خشونت سطحی نمونه ها قبل از انجام آزمایش توسط پروفیلومتر سه بعدی (3D nano surface TR200 time Germany) اندازه گیری شد. خشونت سطحی هر نمونه در سه نقطه مختلف با 8/0cut-off= میلیمتر اندازه گیری شد و میانگین این سه عدد برای آن نمونه ثبت گردید.
تمامی نمونه ها توسط سورویور در یک مولد فلزی به شکل استوانه با طراحی Key & Key way در رزین خودسخت شونده مانت گردید و دندان ها طوری مانت شدند که نوک کاسپ مورد آزمایش بیرون از رزین قرار گیرد. استوانه ها داخل مولدی مومی که به عنوان یک ترانسفر جیگ عمل می کرد ثابت گردیدند. در ادامه از نمونه های دندانی توسط استریومیکروسکوپ
(Motic digital microscop DM-143, Hong Kong) در موقعیت تثبیت شده در جیگ عکس گرفته شده و فاصله نوک کاسپ ها تا نقطه مرجع که به وسیله دیسک روی نمونه دندانی حک شده بود توسط نرم افزار
(Motic image plus 2.0 ml) اندازه گیری شد
(تصویر 2).(23)
تصویر 2 : اندازه گیری نوک کاست و تا نقطه مرجع در نرم افزار Motic image plus 2.0 ml
سپس 11 دندان در برابر گروه اول یعنی بلوک های زیرکونیایی پالیش شده اووکلار و 11 دندان در برابر گروه دوم یعنی بلوک های پرسلن فلدسپاتیک پالیش شده ویتامارک II و 11 دندان در برابر گروه سوم یعنی بلوک های پرسلن فلدسپاتیک پالیش و گلیز شده ویتامارک II در دستگاه شبیه ساز جویدن (Chewing simulator CS-4.2 S/N:A 100220128SMO1, Feldkirchen-Westerham,Germany) قرار گرفت (تصویر 3). دندان های مانت شده به فک بالای دستگاه و نمونه های سرامیکی به فک پایین دستگاه متصل شدند که فک پایین ثابت و فک بالا متحرک بود. در طی شبیه سازی جویدن فک بالای دستگاه با نیروی 49 نیوتون معادل 5 کیلوگرم به سمت پایین حرکت کرده و هنگام تماس دندان با سرامیک 2 میلیمتر به صورت افقی حرکت می کرد. در ادامه، فک بالا به میزان سه میلیمتر از نمونه سرامیکی جدا شده و مجدداً این سیکل جوشی 120 هزار بار با سرعت 30 سیکل در دقیقه تکرار می شد (120 هزار بار معادل 6 ماه جویدن است).(1)
نمونه ها در تمام مدت سایش در آب مقطر غوطه ور بودند (3 Body wear). سپس از نمونه های دندانی توسط استریومیکروسکوپ به کمک ترانسفر جیگ در همان موقعیت قبلی عکس گرفته شده و طبق روش ذکر شده اندازه گیری برای هر کاسپ انجام شد. اختلاف این دو مقدار بر حسب میکرومتر ثبت گردید. با استفاده از نرم افزار SPSS با ویرایش 20 و آزمون کروسکال والیس و نمودار پراکنش (Scatter) و به کارگیری ضریب همبستگی اسپیرمن در سطح معنی داری کمتر از 5 درصد تجزیه و تحلیل آماری انجام شد.
فرضیه صفر آزمایش این بود که بین خشونت سطحی نمونه های سرامیکی و میزان سایش مینای دندان مقابل آنها رابطه ای وجود ندارد.
تصویر 3 : دستگاه شبیه ساز جویدن Chewing Simulator CS-4.2 S/N:A 100220128SMO1
یافته ها
داده های حاصل از چهار گروه مورد مطالعه بررسی شد.
نرمال بودن داده ها در هر 4 گروه با استفاده از آزمون کلموگروف اسمیرنوف مورد بررسی قرار گرفت.
از آنجا که دادههای متغیر خشونت سطحی در همه گروه ها نرمال نبود، به منظور تعیین معنی داری تفاوت بین گروه ها از آزمون کروسکال والیس و مقایسه دو به دو من-ویتنی با اصلاح بن-فرنی استفاده گردید.
در بین سرامیک ها، بیشترین میزان خشونت سطحی متعلق به گروه پرسلن فلدسپاتیک ویتا مارک II پالیش شده (083/0±48/1میکرومتر) بوده و کمترین میزان به گروه زیرکونیای پالیش شده (086/0±535/0 میکرومتر) تعلق داشت (جدول 1).
تفاوت آماری معنی داری بین خشونت سطحی دندان ها بین گروه های زیر کونیای پالیش شده، پرسلن فلدسپاتیک پالیش شده و پرسلن فلدسپاتیک پالیش و گلیز شده وجود داشت.
همانطور که در نمودار 1 مشاهده میکنید بین سایش مینای دندان و خشونت سطحی نمونهها، یک رابطه نمایی و به صورت غیرخطی افزایشی وجود داشت، یعنی با افزایش مقدار خشونت سطحی، میزان سایش نیز افزایش مییافت.
جدول 1 : میانگین و انحراف معیار و مقایسه خشونت سطحی گروه های مورد بررسی
|
گروهها |
میانگین±انحراف معیار میکرومتر |
حداکثر |
حداقل |
آزمون کروسکال واریس |
|
گروه PP |
083/0±48/1 |
622/1 |
408/1 |
c2=79/15 P-value 001/0> |
|
گروه PG |
126/0±20/1 |
395/1 |
045/1 |
|
|
گروه ZP |
086/0±535/0 |
697/0 |
349/0 |
|
|
گروه C |
006/0±039/0 |
055/0 |
031/0 |
نمودار 1 : ارتباط سایش و خشونت سطحی نمونه ها (میکرومتر)
جهت بررسی رابطه آماری بین دو متغیر سایش و خشونت سطحی از رگرسیون غیرخطی استفاده گردید. نتایج آماری طی آزمون رگرسیون غیرخطی نشان میداد که بین خشونت سطحی نمونه ها و سایندگی آنها در سطح 05/0 رابطه معنی داری وجود داشت (جدول 2).
جدول 2 : رابطه بین خشونت سطحی اولیه نمونه ها و سایندگی آنها
|
متغیر |
آماره F |
سطح معنی داری |
|
|
خشونت سطحی اولیه * سایندگی آنها |
875/0 |
2/295 |
001/0> |
|
معادله برازش شده |
67/238±44/98Y= (X^2) |
||
بحث
با توجه به نتایج آزمون های آماری و اینکه با افزایش خشونت سطحی نمونه های سرامیکی، میزان سایش مینای دندان مقابل آنها افزایش می یافت، فرضیه صفر آزمون رد شد. سایش شدید دندانی می تواند باعث از دست رفتن تماس های سنتریک، تغییر ارتفاع عمودی صورت، تغییر در مسیرهای فانکشنال در طی جویدن و یا خستگی عضلات جوشی شود(27-24) بنابراین سایش میان دندان و رستوریشن مقابل آن به عنوان فاکتور مهمی برای انتخاب نوع ماده ترمیمی باید در نظر گرفته شود. میزان سایش ماده مورد استفاده تا حد امکان باید شبیه مینای دندان طبیعی باشد.(23)
در مطالعات متفاوتی از میزان خشونت سطحی ماده برای تخمین میزان سایش استفاده شده است.(28و6و1) در پژوهش حاضر، میزان سایندگی زیرکونیا در مقابل مینای دندان طبیعی به طور معنی داری کمتر از پرسلن فلدسپاتیک گزارش شد. مطالعات قبلی نیز نتیجه گرفتند که میزان سختی (Hardness) سرامیک مرتبط با میزان سایندگی آن نمی باشد. بلکه میزان سایش هر ماده تحت تاثیر خصوصیات سطحی و همچنین میزان خشونت سطحی رستوریشن و دیگر فاکتورهای محیطی می باشد.(28و1)
از جمله مزایای این پژوهش استفاده از 120000 سیکل جوشی با نیروی 49 نیوتون (معادل شش ماه جویدن) و به صورت Body wear3(به کمک آب مقطر) بود که شرایطی شبیه به محیط دهان و نیروهای جونده را ایجاد می نماید. همچنین دو میلی متر حرکت افقی دستگاه حین سایش شبیه حرکات فکی می باشد. (28و6و1)
یکی از عواملی که می تواند توجیه کننده نتایج به دست آمده باشد Fracture toughness بالای زیرکونیا می باشد (MPa 10-9) در پرسلن های فلدسپاتیک این میزان بسیار پایین تر است (MPa 73/0). لذا حین فانکشن و وارد شدن نیروهای اکلوزالی سطح آنها دچار میکروفرکچر می شود و منجر به برجستگی ها و خشونت هایی مانند Crystalline inclusion می شود که از سطح ماده بیرون زده اند. در نتیجه موجب تجمع استرس بسیار زیادی در مینا و فرورفتگی (Gauging)می شود. همچنین خود ذرات کنده شده می توانند مانند یک ساینده عمل کنند و سایش 3-body ایجاد کنند. بنابراین انتظار داریم که در زیرکونیا به دلیل Fracture toughness بالای آن، این اتفاق رخ ندهد و سایش کمتری در آنتاگونیست آن ایجاد شود.(19)
عامل دیگری که در خصوصیات سایشی زیرکونیا تاثیر دارد سایز ذرات تشکیل دهنده زیرکونیا (Grain size) است. زیرکونیا به دلیل سایز کوچک تر ذرات
(Fine grain)، سطح صاف تر و یکنواخت تری ایجاد می کند. با توجه به این موارد و خشونت سطحی پائین تر آن نسبت به پرسلن فلدسپاتیک، سایش کمتری در سطح مقابل ایجاد می کند.(29)
در مطالعه ای که Janyavula (6)انجام دادند، میزان سایش مینای دندان در مقابل زیرکونیای پالیش شده به میزان معنی داری کمتر از پرسلن پالیش شده گزارش شد که نتایج آن هم سو با مطالعه حاضر می باشد. در مطالعه Janyavula نیروی وارده هنگام سایش 10 نیوتن بود؛ در حالی که میزان نیروی وارده هنگام جویدن بین 120-20 نیوتن می باشد.(1) از طرفی ماده حد واسط سایش در مطالعهJanyavula(6) 33 درصد گلیسیرین و 66 درصد آب مقطر بود. در حالی که در مطالعه حاضر فقط از آب مقطر استفاده شد. با وجود اختلاف در روش اجرای تحقیق و همچنین نوع مواد مورد استفاده، نتایج حاصل از پژوهش Janyavula نتایج این مطالعه را مورد تایید قرار می دهد. لذا می توان گفت که میزان سایندگی زیرکونیا چه در نیروهای سبک و چه در نیروهای بیشتر به میزان معنی داری از پرسلن فلدسپاتیک پالیش شده کمتر می باشد.
همچنین در پژوهش Janyavula(6)از زیرکونیای پالیش و گلیز شده نیز استفاده شد. که میزان سایندگی آن بیشتر از زیرکونیای پالیش شده و کمتر از پرسلن فلدسپاتیک پالیش شده بود. چنین نتیجه ای در مطالعات متفاوت دیگر نیز تایید شده است.(23و12و11و1) علت اصلی این موضوع، خشونت سطحی (Roughness) بیشتر سطح زیرکونیای گلیز شده می باشد. از طرفی در هنگام سایش لایه گلیز ایجاد شده از بین رفته و سرامیک زیرین اسپوز می شود و تحت سایش با دندان قرار می گیرد، که یکی از عوامل احتمالی برای سایش بیشتر زیرکونیای گلیز شده می باشد.(6)
در مطالعه Kern و همکاران(30)، که در مورد تاثیر خشونت سطحی سرامیک ها بر سایش مینای دندان مقابل و دندان های مصنوعی کامپوزیتی انجام شد نتایج حاکی از آن بود که با افزایش خشونت سطحی سرامیک ها میزان سایش دندان های مقابل نیز افزایش می یابد که با نتایج مطالعه حاضر همخوانی دارد.(30)
در مطالعه Mitov و همکاران(31) نتایج نشان دهنده این بود که سرامیک های پالیش شده با خشونت سطحی کمتر، سایش کمتری نیز در مینای دندان مقابل ایجاد می کند که نتایج مطالعه حاضر را تایید می نماید.
از آنجا که در تمام این موارد میزان خشونت سطحی (Roughness) پرسلن فلدسپاتیک نسبت به زیرکونیا بیشتر بوده است، به طور کلی می توان نتایج مطالعات قبلی را اینگونه تایید کرد که هر چه خشونت سطحی مواد ترمیمی بیشتر باشد، میزان سایندگی آنها در مقابل آنتاگونیست نیز بیشتر است.
پیشنهاد می شود در مطالعات آینده اثر سایندگی دندان های تمام فلزی (به صورت Non precious و Precious) و زیرکونیای گلیز شده بر روی مینا بررسی شود. همچنین پیشنهاد می شود اثر سایندگی و خشونت سطحی دندان های تمام فلزی با میزان سایندگی و خشونت سطحی زیرکونیا و پرسلن فلدسپاتیک مقایسه شود.
نتیجه گیری
بین خشونت سطحی سرامیک های دندانی و میزان سایندگی آنها رابطه معنی داری وجود دارد، به طوری که با افزایش خشونت سطحی آنها میزان سایش مینای دندان مقابل نیز افزایش می یابد. خشونت سطحی و میزان سایندگی زیرکونیای پالیش شده به طور معنی داری کمتر از پرسلن فلدسپاتیک با سطوح پالیش شده و پالیش و گلیز شده می باشد.
تشکر و قدردانی
این مقاله برگرفته از پایان نامه به شماره 163 می باشد که درکتابخانه دانشکده دندانپزشکی دانشگاه علوم پزشکی همدان به ثبت رسیده است.
)