6f/2 (34658)

Discussion

دندانپزشكي ترميمي در سالهاي اخير توجه زيادي به زيبايي و كاربرد چسبدنگي (adhesion) در مواد دنداني نموده است، به طوريكه بيشتر سازندگان مواد دنداني و دندانپزشكي و حتي محققان نيز تمايل پيدا كرده اند تا دنبال محصولاتي باشند كه بالاترين ميزان bond strength را داشته باشند.

تعداد زيادي از مواد و سيستمهاي تمام سراميكي براي استفادة كلينيكي وجود دارند موفقيت طولاني مدت كلنيكي رستوريشن هاي باند شونده با رزين مانند لامينيت هاي پرسنلي اونله و اينله هاي سراميكي، پروتزهاي ثابت باند شونده با رزين و روكش هاي تمام سراميكي به اثبات رسيده است. يك باند قوي و مستحكم توسط رزين موجب افزايش Retention شده، انطباق مارژينها را تقويت كرده، از ميكروليكيج جلوگيري مي كند و مقاومت دندان و رستوريشن را در مقابل شكست افزايش مي دهد.

يك باند قوي بين سراميك و رزين وابسته به گيرميكرومكانيكال و باند شيميايي به سطح سراميك مي باشد كه در اين صورت نياز به زبرسازي و تميز كردن سطح به منظور active ساختن كافي سطح مي باشد. روشهاي معمول surface treatment عبارتند از: grinding، abrasion توسط وسايل الماسي rotary، gritblast كردن با ذرات آلومينيوم اكسيد، اچ كردن با اسيد و تركيبي از روشهاي ذكر شده.

اچ كردن با محلولهاي اسيد هيدروفلوئوريك (HF) و يا آمونيوم بي فلورايد مي تواند سطحي زبر و مناسب براي باند آماده سازد براي اين كار معمولاً از محلول HF بين 5/2% و 10% به مدت 2-3 دقيقه استفاده ميشود.

همانطور كه قبلاً نيز ذكر شد اسيد فلوئوريك اسيد خطرناكي بوده و استفاده از اين اسيد و حتي نگهداري اين اسيد در مطب دندانپزشكي خطرناك بوده و مضرات زيادي را هم براي دندانپزشك و هم براي بيماران بدنبال دارد. اخيراً استفاده از Silane coupling agent ها براي ايجاد باند شيميايي بين رزين و سراميك بسيار مورد توجه قرار گرفته اند. كاربرد يك Silane Coupling agent روي سطح سراميكي آماده شده باعث ايجاد يك باند شيميايي كوولانسي و هيدروژني شده و يك فاكتور اساسي براي ايجاد يك باند مناسب و كافي بين رزين و سراميكهاي Silica-based مي باشد. Silaneها مولكولهاي با دو گروه عاملي هستند كه به سيليكون دي اكسيد با گروههاي OH روي سطح سراميك باند مي شوند. و همچنين داراي يك گروه عاملي كوپليمريزه شونده با ماتريكس رزين مي باشند. Silaneها همچنين Wettability سطح سراميك را افزايش مي دهند.

در يك مطالعه توسط Lacy et al سراميك زبر شده توسط gritblast در صورتيكه يك Silane Coupling agent به كار نرود، retentive نخواهد بود. تعدادي از Silane ها كه داراي كربوكسيليك اسيد مي باشند حتي بدون استفاده از اچ كردن با HF يك bond strength كافي حاصل مي نمايند.

در مطالعه قبلي كه توسط Hooshmand et al انجام گرفت باند بين سراميك و رزين با استفاده از Silane coupling agent بطور جامع مورد ارزيابي قرار گرفت. آنها روش optimized شده اي را براي كاربرد Silane معرفي نمودند كه عبارت بود از اعمال Silane با brush سپس خشك كردن با هواي گرم ، سپس شستن با آب داغ و سپس خشك كردن دوباره.

آنها با استفاده از تست اندازه گيري TBS، قدرت باند بين سراميك و رزين را با استفاده از چهار روش Surface treatment : 1- پاليش 1، 2- gritblast با ذرات آلوميناي 50، 3- اچ كردن با HF 10%، 4- gritblast + اچ مقايسه كردند. همچنين durability باند را در سه محيط:

1- نگهداري در آب 37 به مدت هاي متفاوت تا 3 ماه، 2- thermal cycling 3- نگهداري در آب 100 به مدت 24 ساعت مقايسه نمودند.

نتايج مطالعه نشان داد كه با استفاده از روش optimized شد، اعمال Silane، مقدار TBS براي گروه پاليش شده تفاوت معني داري با گروههاي gritblast شد، اچ شده و gritblast+ اچ شده نداشت (p>0.05) و همچنين هيچ تضعيفي در TBS براي هيچكدام از گروهها بعد از نگهداري در آب 37 تا سه ماه و بعد از ترموسيكلينگ ديده نشد (p>0.05) و باند Silane قادر به مقاومت در برابر حمله هيدروليتيك در آب جوش مي باشد.

اهميت مطالعة قبلي در اين بود كه نتايج مطالعه نشان دادند كه يك باند مستحكم tensile بين رزين و سراميك با كاربرد روش مناسب اعمال Silane بدون استفاده از HF بدست مي آيد.

بيشتر تستهايي كه تاكنون جهت ارزيابي باند مورد استفاده قرار گرفته اند تستهاي Shear، Tensile بودند. دانشمندان متعددي مشكلات و مسائل مربوط به اين تستها را در دندانپزشكي امروزي نشان داده اند و مورد اطمينان بدون اين تستها را در مورد اندازه گيري دقيق چسبندگي و اطلاعات بدست آمده از آنها براي بررسي كلنيكي ميزان چسبندگي را مورد سوال قرار داده اند.

(Sheriff et al., 1991, Stanley et al., 1993)

توزيع غير يكنواخت استرس كه در تستهاي Tensile، Shear ايجاد مي شود باعث شروع شكست از نقايص موجود د ر interface و يا در ماده اي كه در ناحيه تمركز استرس قرار دارد مي شود و اين نقايص بصورت غير كنترل شده هستند و variation زيادي را در داده هاي بدست آمده نشان مي دهند. لذا ما در اين مطالعه از تست اندازهگيري Inter facial fracture toughness استفاده كرديم كه تست دقيقتري نسبت به تستهاي مرسوم tensile, shear مي باشد و با معرفي يك Crack كنترل شده از لحاظ طول و محل قرارگيري در interface با دقت بيشتري مي توان interface را مورد بررسي قرار داد.

طرح modify شدة نمونه كه در اين مطالعه استفاده شد، بسيار ساده تر از طرحهاي short-rod يا short-bar كه به طور معمول براي اندازه گيري fracture toughness بكار مي روند مي باشد و قادر است ميزان G1C را بدون هيچگونه شكست زودرس در نمونه ها اندازه گيري كند. اينها مزاياي مهمي بودند كه علت استفاده از تست اندازه گيري fracture toughness به روشي كه در اين مطالعه انجام شد بيان مي كنند (Tantbirojn D et al., 2000)

دو نكته مهمي كه بايد در اين روش ساده شدة اندازه گيري fracture toughness به آنها تأكيد شود اين است كه اولاً طرح نمونه در دقت تست بسيار حياتي مي باشد و ثانياً فرمولي كه براي انرژي بحراني G1C بدست آمده بر اساس مكانيك شكست الاستيك خطي مي باشد. در حاليكه مواد بيولوژيك و دنداني هميشه تحت اين قوانين قرار نمي گيرند، لذا افزودن يك فاكتور تصحيح كننده كه اثرات غير خطي و پلاستيك را به حساب بياورد در آينده براي اين تست بسيار با ارزش خواهد بود. همانطور كه قبلاً ذكر شد اين مطالعه در ادامه مطالعة Hooshmand T et al در 2001 انجام شده است تا نتايج حاصل از تست Fracture toughness نيز مورد بررسي قرار گيرد. لذا در اين مطالعه مواد انتخاب شده براي تهيه نمونه ها دقيقاً مشابه با مطالعة قبل بود. (از پرسلن Mirage و كامپوزيت dual cure Variolink II استفاده شد.) و همچنين تمام مراحل تهيه و آماده سازي نمونه ها اعم از نحوة پاليش و شستشوي نمونه ها و همچنين نحوه اعمال محلول Silane و تركيب درصد محلول Silane مشابه مطالعة قبلي بود.

حال به بررسي نتايج و تفسير آنها مي پردازيم:

همانطور كه نتايج آناليز آماري ANOVAنشان داد در مرحله اول كه نمونه ها 24 ساعت در محيط آب مقطر قرار گرفته بودند هيچ اختلاف معني داري در ميزان Fracture Toughness بين گروههاي Polish، Gritblast شده و Etch شده و Gritblast و Etch شده وجود نداشت (p>0.05) اين يافته مشابه با مطالعه قبلي (Hooshmand et al., 2001) مي باشد كه آنها نيز با استفاده از تست TBS به چنين نتيجه اي دست يافته بودند.

Failure mode غالب در گروه Polished از نوع Mixed Resin Interface بود و در گروه Gritblast شده از نوع Cohesive Resin و در دو گروه ديگر انواع modeهاي شكست ديده مي شود. نكته جالب اينجاست كه در دو گروهي كه با HF اچ شده بودند شكستهاي Cohesive در سراميك و همچنين mixed ceramic interface ديده مي شد در حاليكه در دو گروه Gritblast, Polish شده حتي يك شكست هم در سراميك مشاهده نشد. مي توان چنين برداشت نمود كه شايد اچ كردن سطح سراميك با HF باعث تضعيف شدن سراميك مي شود و به اين دليل است كه شكست در سراميك روي مي دهد. در حاليكه اگر قرار بود قدرت باند به دليل اچ كردن افزايش يابد بايستي شكستهاي Cohesive در Resin بيشتر مي شد تا در سراميك.

نكته ديگر اينكه با وجوديكه set-up تست مشابه Shear bond strength test بوده، نحوه شكست غالب نمونه ها بصورت Cohesive در Substrate سراميكي نبوده است و بيشترين نحوه شكست بصورت mixed يا Cohesive در رزين كامپوزيتي بوده كه اين يافته مشابه يافتة Tantbirojn et al در 2000 مي باشد.

همانطور كه قبلاً نيز اشاره شد انتشار Crack در دو مرحله اتفاق مي افتد:

1- Stable crack growth 2- unstable crack growth

هنگاميكه نيرو شروع به وارد شدن مي كند در مرحلة Stable قرار دارد. هنگاميكه Crack به طول بحراني خود رسيد در اين نقطه نيرو به مقدار ماكزيمم خود مي رسد (Fmax) و اين ماكزيمم نيرو براي محاسبة G1C بكار مي رود. سپس وارد مرحلة unstable مي شود. Modeهاي مختلف شكست كه ديده مي شوند معمولاً در مرحلة unstable crack growth رخ مي دهند در چنين شرايطي مقدار G1C تحت تأثير Failure mode قرار نمي گيرد، به عبارت ديگر mode هاي شكست مختلف يك پديدة ديررس مي باشند كه پس از روي دادن شكست بحراني و پس از stable crack growth اتفاق مي افتند كه ممكن است در هر جهتي بين interface يا در طول سه ناحيه از مواد منتشر شود. (Tantbirojh et al.,2000)

مرحله دوم مطالعه كه پس از نگهداري در محيط آب مقطر 37 به مدت 30 روز انجام گرفت نتايج متفاوتي را داشت.

آناليز آماري نشان داد كه گروه Polish از نظر ميزان Fracture foughness به طور قابل ملاحظه با سه گروه ديگر تفاوت دارد (p

در اين حالت دو احتمال وجود دارد: يا اينكه water storge باعث تضعيف باند در گروه Polish شده است و يا اينكه باعث تقويت باند در سه گروه ديگر شده است.

انجام آناليز آماري T-Test براي مقايسة تك به تك گروهها در دو محيط نگهداري آب به مدت 24 ساعت و 30 روز، نشان داد كه ميزان Fracture Toughness براي گروه پاليش در دو محيط نگهداري اختلاف قابل ملاحظه اي ندارد، (p>0.05) اما اختلاف معني داري در گروههاي اچ شده و Gritblast شده وجود داشت (p

SD بالا در اين تست را مي توان به عوامل زير مربوط دانست:

اولاً: در اين مطالعه به دليل محدوديت هاي متعدد از حجم نمونه كم استفاده شد (تقريباً از حداقل حجم نمونه استفاده شد) همانطور كه مي دانيم با كاهش حجم نمونه SD افزايش مي يابد.

ثانياً: ممكن است در بعضي نمونه ها با defect driven failure مواجه شويم كه از هر ناحيه اي ممكن است رخ دهد و تأثير زيادي روي نتايج مي گذارد و SD را بالا مي برد.

ثالثاً: هر چند كه در اين مطالعه سعي شد شرايط كاملاً مشابه با مطالعه قبلي باشد با وجود اين عوامل متعددي وجود داشت كه روي نتايج اين مطالعه تأثير گذاشت و بهتر است فاكتورهايي كه مي توانند باعث Variation در data شوند، در اينجا مورد بحث و بررسي قرار گيرند:

1- اولين تفاوت اين مطالعه و مطالعه قبلي يكسان نبودن Operator در دو مطالعه مي باشد. واضح است كه دقت و نحوه عملكرد شخص آزمايش كننده در دو مطالعه متفاوت بوده و اين احتمالاً روي نتايج تأثير خواهد گذاشت.

2- مهمترين عاملي كه در اين مطالعه روي مقدار كارآيي adhesion اندازه گيري شده تأثير گذار است ناحيه bonding دقيق مي باشد. گزارش شده است كه flash و leakage ماده adhesive از ناحيه bonding، باعث افزايش nominal bond strength مي شود (Van Noort et al., 1991) در مطالعه اي كه انجام شد نوار تفلون براي كنترل ناحيه adhesive بكار رفت نوار براي بدست آمدن seal كامل برنيش شد و كاملاً از نظر دقت بررسي شد ولي با وجود اين اقدامات تعدادي نقايص ميكروسكوپي در سطح مشاهده شد كه ممكن است روي نتايج تأثير گذاشته باشد. انتظار مي رود مهمترين تأثير اين عامل روي بالا رفتن انحراف معيار انرژي بحراني G1C باشد . در تعدادي از نمونه ها كه leakage قابل ملاحظه اي مشاهده مي شد و نتايج را بيش از اندازه تحت تأثير قرار داده بود، نمونه ها دوباره آماده و تست شدند.

3- عامل ديگري كه روي نتايج تأثيرگذار مي باشد قرار دادن صحيح glasstube مي باشد هر گونه لرزش دست به هنگام قرار دادن glass tube و يا قرار دادن كامپوزيت يا در حين curing در اولين مرحله تأثير زيادي روي نتايج خواهد داشت اعمال نيرو در اين مطالعه مي باشد. در مطالعة حاضر نيرو دقيقاً بايستي به فاصلة mm9 از interface اعمال شود. اگر اين فاصله اندكي كم يا زياد شود تأثير قابل ملاحظه اي روي مقدار عددي G1C خواهد داشت. اين موضوع نشان مي دهد كه در مطالعة حاضر دقت عمل كننده بسيار حياتي مي باشد.

5- امكان ايجاد حباب به هنگام قرار دادن كامپوزيت در اولين مرحله باعث تضعيف كامپيوزيت در نزديكي ناحيه bonding مي شود و امكان شكست Cohesive را در Resin بالا مي برد و همچنين امكان وجود حباب در پرسلن به هنگام تهيه ديسك سراميكي موجب تضعيف پرسلن و بوجود آمدن شكست Cohesive در procelain شود كه اين موضوع اهميت Condensation مناسب را هم در هنگام ساخت disc سراميكي و هم به هنگام bonding مي رساند.

6- عامل ديگر ضخامت لايه Adhesive مي باشد. لايه Adhesive بايستي بسيار نازك باشد در غير اين صورت بعلت اينكه Adhesive داراي استحكام كمي مي باشد شكست از bulk رزين آغاز مي شود و داخل كامپوزيت ادامه مي يابد و مقدار واقعي toughness interface اندازه گيري نمي شود.

7- با توجه به اينكه از كامپوزيت dual cure كه شامل دو تيوب base و Catalyst مي باشد استفاده كرده ايم بايستي مقادير مساوي از دو تيوب در هر مرحله مخلوط شوند. با توجه به اينكه اينكار توسط دست انجام مي شود و معيار دقيقي وجود ندارد لذا ممكن است تركيب base و كاتاليست در نمونه ها اندكي با يكديگر تفاوت داشته باشد و اين متغير روي نتايج تست تأثير بگذارد. هر چند كه در اين مرحله بسيار سعي شده است كه مقادير مساوي از هر دو تيوب مخلوط شوند.

بايستي به اين نكته نيز اشاره كرد كه در گروه gritblast تفاوت معني داري با گروههاي اچ و اچ+ gritblast در هر دو محيط نگهداري آب 37 به مدت 24 ساعت و 30 روز مشاهده نشد.

(p>0.05) بنابراين مي توان نتيجه گرفت كه با gritblast تنها بدون اسيد اچينگ باند مطمئن بين سراميك و رزين كامپوزيت مي توان ايجاد شود.

Failure mode براي گروهها در مرحله دوم مطالعه تقريباً مشابه با مرحله اول بودند.

همانطور كه توضيح داده شد اين مطالعه با مطالعة قبلي كه از TBS تست استفاده شده بود نكات مشترك و غير مشترك دارد. مهمترين تفاوتي كه در اين دو مطالعه ديده مي شود تقويت باند رزين – سراميك پس از water-storage بود.

هر چند در مطالعه قبلي نيز اين يافته مشاهده شده است ولي ميزان افزايش bond strength را قابل ملاحظه گزارش نكرده است. شايد بتوان چنين توضيح داد كه تست TBS به اندازه تست Fracture toughness قادر نيست تقويت باند را نشان دهد. در مطالعه قبلي علاوه بر محيط نگهداري آب مقطر 37 از دو محيط نگهداري ديگرنيز استفاده شد: Thermo cycling به ميزان 3000 cycle بين 5 و 55 درجه و نگهداري در آب مقطر 100 درجه بمدت 24 ساعت نتايج نشان داد كه هيچگونه كاهشي در TBS گروهها بعد از ترموسيكلينگ ديده نشد و اما كاهش قابل ملاحظه اي در TBS نمونه ها بعد از نگهداري در آب 100 درجه مشاهده شد ولي با توجه به اينكه mode شكست بصورت Cohesive در رزين بود چنين نتيجه گيري كه كاهش TBS به دليل تضعيف رزين بود و باند Silane به سراميك در مقابل حمله هيدروليتيك مقاومتر از رزين مي باشد.

در تأييد نتايج به دست آمده از مطالعه حاضر، نشان داده شده است كه نگهداري در آب 37 ميزان Fracture toughness كامپوزيتها را افزايش مي دهد. (Pilliar RM et al., 1986 , Lloyd cH et al., 1982) دلايل احتمالي براي افزايش قدرت باند پس از water storge ممكن است عوامل زير باشند:

1- افزايش fracture toughness رزين به دليل پلاستي سايز شدن ماتريكس رزيني توسط آب

2- كاهش الاستيك مدولوس رزين در لبه ها به دليل نفوذ آب كه اين پديده تمركز استرس را در اطراف مارژينها كاهش مي دهد.

3- اثر post curing رزين كامپوزيتي در دماهاي بالا.

مطالعة ديگري كه اخيراً روي باند سراميك – رزين انجام شده است مطالعة Della Bona et al در 2002 مي باشد كه آنها تأثير surface treatment سراميك روي TBS باند رزين بررسي نمودند.

روشهاي treatment كه ايشان استفاده كردند عبارت بود از:

1- استفاده از آمونيوم بي فلورايد 10% به مدت 1 دقيقه

2- HF 6/9% به مدت 2 دقيقه

3- APF 4% به مدت 2 دقيقه

4- استفاده از Silane Coupling agent

نتايج مطالعه آنها نشان داد كه سطوح treat شده با Silane ميزان TBS بالايي را از نظر آماري نسبت به سه گروه ديگر داشتند.

اين نتيجه نيز در جهت تأييد مطالعه حاضر مي باشد زيرا در مطالعه حاضر نيز به اين نتيجه رسيديم كه با كاربرد صحيح Silane نيازي به اچ كردن سطح سراميك نمي باشد و باند مطلوبي به دست مي آيد.

Conclusions

1- تست اندازه گيري Fracture toughness روش مناسبي براي بررسي باند بين رزين كامپوزيتي و سراميك دنداني مي باشد.

2- با استفاده از روش مناسب كاربرد Silane باند مطلوبي بين سراميك و رزين ايجاد مي شود و نيازي به اچ كردن سطوح سراميكي توسط HF كه اسيد خطرناكي است وجود ندارد.

3- در صورتيكه باند سراميك و رزين خارج از دهان انجام مي شود بهتر است ابتدا سطوح سراميكي gritblast شود و سپس توسط treat Silane شده و باند شوند تا هنگاميكه در محيط دهان قرار مي گيرد باند، بيشتر تقويت شود.

4- قرار گرفتن در محيط مرطوب نه تنها باعث تضعيف باند Silane نمي شود بلكه ممكن است باند در محيط دهان تقويت شود.

1- بهتر است باند سراميك و رزين توسط اعمال silane بصورت كلينيكي و طولاني مدت مطالعه شود تا كيفيت و قابليت باند بطور واقعي در محيط دهان و تحت نيروهاي واقعي مضغي مورد ارزيابي قرار گيرد.

2- بهتر است تأثير water storage در باند بين سراميك و رزين روي surface treatment هاي متفاوت با بكاربردن محلول silane به طريق شيميايي آناليز گردد تا به همراه يافته هاي فيزيكي كه از تستهاي اندازه گيري bond strength به دست مي آيند منجر به نتيجه گيري قطعي در مورد تأثير water storage روي باند شود.

---