بررسی اثر یک UDMA جدید بر خواص مکانیکی کامپوزیت دندانی آزمایشی

فهرست مطالب

فصل اول: مقدمه
۱-۱- دلایل انتخاب موضوع    2
۱-۲- بیان مسأله    4
۱-۳- تعریف واژه های عملیاتی    7

فصل دوم: بررسی پیشینه پژوهش
۲-۱- تاریخچه    10
۲-۲- مروری بر مقالات    14

فصل سوم: اهداف و فرضیات
۳-۱- هدف کلی    27
۳-۲- اهداف اختصاصی    27
۳-۳- فرضیات    28

فصل چهارم: مواد و روشها
۴-۱- متغیرهای تحقیق و مقیاس سنجش متغیرها    30
۴-۲- جامعه مورد بررسی، تعداد نمونه    32
۴-۳- طرح جمع آوری اطلاعات    32
۴-۴-طرح تجزیه و تحلیل آماری    36
۴-۵- مسائل اخلاقی و انسانی طرح    36
۴-۶- روش اجرای تحقیق    37

فصل پنجم: یافته ها
فصل ششم: بحث و نتیجه گیری
۶-۱- بحث    49
۶-۲- نتیجه گیری    56
۶-۳- مشکلات و پیشنهادات    57
منابع    58
ضمیمه    64

فهرست جداول

جدول ۴-۱- ساختمان شیمیایی فیلر شیشه     35
جدول ۵-۱- مقادیر fracture toughness، استحکام خمشی و مدول خمشی نمونه های مختلف     39

فهرست اشکال

شکل ۴-۱- قالب استفاده شده برای آزمون Fracture toughness     34
شکل ۴-۲- قالب استفاده شده برای آزمون استحکام خمشی     34
شکل ۴-۳- روش اندازه گیری خواص به روش ۳-point bending    34
شکل ۴-۴- فیلر شیشه     40
شکل ۴-۵- مخلوط رزینهای Bis-GMA/TEGDMA/UDMA    40
شکل ۴-۶- مراحل تهیه کامپوزیت     40
شکل ۵-۱- چغرمگی شکست نمونه های شامل مقادیر مختلف IP-UDMA    41
شکل ۵-۲- استحکام خمشی نمونه های شامل مقادیر مختلف IP-UDMA    41
شکل ۵-۳- مدول خمشی نمونه های شامل مقادیر مختلف IP-UDMA    41
شکل ۵-۴- ارزیابی SEM سطح شکست با بزرگنمایی ۸۰۰۰    43
شکل ۵-۵- ارزیابی SEM سطح شکست با بزرگنمایی ۱۰۰    43
شکل ۵-۶- ارزیابی سطح شکست توسط استریومیکروسکوپ    43
شکل ۵-۷- ارزیابی سطح شکست توسط استریومیکروسکوپ    43
شکل ۵-۸- منحنی نیرو به جابجایی برای آزمون چغرمگی شکست     44
شکل ۵-۹- منحنی نیرو به جابجایی برای آزمون استحکام خمشی      44
 
عنوان: بررسی اثر یک UDMA جدید برخواص مکانیکی کامپوزیت دندانی آزمایشی

چکیده:
اهداف: هدف از این مطالعه بررسی اثر UDMA جدید بر خواص مکانیکی کامپوزیت دندانی آزمایشی و مقایسه آن با کامپوزیتهایی که است تنها براساس مونومرهای متداول بکار رفته در کامپوزیتهای دندانی (BisGMA/TEGDMA) می‌باشند.
روشها: یک ماتریکس رزینی حاوی ۶۰% وزنی Bis-GMA و ۴۰% وزنی TEGDMA تهیه شد. ۵/۰% وزنی کامفورکینون و ۵/۰% وزنی DMAEMA به عنوان آغازگر در سیستم حل شدند. سپس IP-UDMA با غلظتهای ۵، ۱۰، ۲۰ و ۳۰ phr به پایه رزینی در پنج گروه آزمایشی افزوده شدند. فیلرهای شیشه سایلنیزه با متوسط اندازه ذرات ۴-۲ میکرون به پایه رزینی اضافه شدند. ۸ نمونه برای هر گروه آماده شد. بطوریکه کامپوزیتهای آزمایشی داخل قالبهای تست مربوطه قرار داده شده و به نمونه‌ها از هر سمت ۳ بار بصورت پوششی هر بار به مدت ۴۰ ثانیه نور تابانده شد. لبه‌های نمونه‌ها توسط کاغذ سمباده صاف شدند و در دمای محیط به مدت ۲۴ ساعت قرار گرفتند.
برای اندازه‌گیری چغرمگی شکست (Fracture toughness) و استحکام خمشی (Flexural strenght)، تست خمش سه نقطه‌ای با روشهای استاندارد انجام گرفت.
نتایج توسط آزمونهای آماری ANOVA و Tukey”s test بررسی شدند.
یافته¬ها: گروه ۱۰% UDMA بالاترین میزان Fracture toughness، و گروه ۵% UDMA بالاترین استحکام خمشی را بین تمامی گروهها داشتند.
اهمیت: تهیه کامپوزیت دندانی با خواص بهتر یکی از اهداف دندانپزشکی ترمیمی میباشد. یافته ها پیشنهاد می کنند که افزودن UDMA جدید باعث خواص مکانیکی برتر در کامپوزیت¬های دندانی می شود.
واژه¬های کلیدی: خواص مکانیکی، کامپوزیت دندانی، UDMA، Bis-GMA و TEG-DMA

مقدمه
۱-۱ دلایل انتخاب موضوع:
۱- با انجام این تحقیق به این سوال پاسخ داده می شود که آیا مونومر UDMA جدید می تواند خواص مکانیکی کامپوزیت ساخته شده از مونومرهای متداول (Bis-GMA / TEGDMA ) را بهبود بخشد.
۲- توانایی انجام این تحقیق، در پژوهشگاه پلیمرو پتروشیمی ایران از نظر تخصصی و پرسنلی کاملاً وجود داشت.
۳- با توجه به این که دوام ترمیمهای کامپوزیتی با خواص مکانیکی
کامپوزیت¬ها ارتباط مستقیم دارند، پیدایش یک ترکیب جدید کامپوزیت دندانی که بتواند این خواص را بالا ببرد، از جمله نیازها و اولویتها می باشد. امروزه پیدایش کامپوزیتی با مونومری متفاوت که خواص مکانیکی برتری نسبت به مونومرهای موجود داشته باشد به عنوان یک چالش در مواد دندانی در نظر گرفته می شود.
۴- ساخت این کامپوزیت آزمایشی بر اساس یک مونومر متفاوت و بررسی خواص مکانیکی آن در زمان محدود ( حدود ۳ ماه ) انجام پذیر بود.
۵- با توجه به اینکه در این طرح یک نوع مونومر کاملاً جدید مورد استفاده قرار گرفت که احتمالا می توانست تأثیرات مثبتی روی خواص کامپوزیت داشته باشد، میزان هزینه منظور شده برای طرح در مقابل نوآوری آن بسیار ناچیز بود.
۶- با توجه به تجربیات ارزشمندی که در زمینه ساخت و بررسی خواص کامپوزیت و همچنین سنتز مونومرهای مختلف در پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران وجود داشت و همچنین با توجه به اینکه مونومر فوق در آزمونهای اولیه خواص خوبی را ارائه داده بود، به کار بستن تجربیات عملی قبلی همراه با استفاده از علوم روز می¬توانست منجر به انجام پژوهشی مطابق با استانداردهای جهانی و مرزهای دانش گردد.
بدیهی است گام نهادن در وادی علوم مواد دندانی نیاز به انجام پژوهشهایی از این نوع دارد که می تواند باعث ارتقاء دانش و سربلندی ایران شود.
 
۱-۲- بیان مسأله:
پیدایش مونومر Bis-GMA و کامپوزیتهای دندانی توسط Bowen و معرفی آنها به دندانپزشکی ترمیمی بسیار موفقیت آمیز بود، بطوریکه به زودی این مواد به عنوان مواد پر کننده زیبا مورد قبول واقع شدند. امروزه هدف نهایی تحقیقات کامپوزیتهای دندانی پیشرفته این است که موادی تولید کنند که بتوانند در تمامی موارد جایگزین آمالگام گردند]۱[.
تاکنون مواد گوناگونی از جمله آلیاژهای گالیوم، کامپوزیتهای بهبود یافته، گلاس آینومرهای تقویت شده و انواع مختلف سرامیکها مورد مطالعه قرار گرفته اند.
ملاحظات کلیدی برای مقبول بودن یک ماده مناسب شامل: قیمت پائین تر، ملاحظات محیطی، مقاومت سایشی و مقاومت در برابر شکستگی، و راحتی کاربرد کلینیکی می باشد. تا کنون هیچ ماده ای که تمامی این خواص را دارا باشد تهیه نشده است ولی با توجه به پیچیدگی و قیمت بالای سرامیکهای دندانی و آلیاژهای فلزی، کامپوزیتهای دندانی بهترین امکان برای ایجاد یک ماده جایگزین واقعی برای آمالگام در آینده نزدیک هستند]۲[.
گرچه کامپوزیتهای دندانی امروزی کاربرد کلینیکی آسانی دارند، زیبا هستند و قیمت نسبتاً پائینی دارند ولی همواره سه مشکل عمده در ارتباط با دوام کلینیکی آنها مطرح می باشد: انقباض حین پخت شدن، مقاومت پائین به شکستگی، علاوه بر اینها کامپوزیتها سایش بیشتری نسبت به سرامیکها دارند]۴[. با وجود اینکه خواص مکانیکی کامپوزیت بیشتر تحت تأثیر فیلر است ولی ماتریکس ارگانیک نیز در استحکام، سفتی (stiffness) و مقاومت در برابر سایش نقش قابل توجهی دارد. تغییراتی که تا کنون در کامپوزیتهای تجاری ایجاد شده بیشتر روی تکنولوژی فیلر بوده است در حالیکه مونومر رزینی تقریبا بدون تغییر باقی مانده است]۳[.
مقاومت در برابر شکست پائین کامپوزیتهای دندانی امروزی خصوصیتی است که کاربرد آنها را بسیار محدود می سازد]۴[.
تا کنون توجه بسیاری برای سنتز مونومرهای جدید شده است تا جایگزینی برای فائق آمدن بر این مشکلات فراهم شود]۵[.
انتظار می رود که با استفاده از مونومرهایی با خواص مطلوبتر بتوان دوام کلینیکی ترمیمهای کامپوزیت را بیشتر کرده و موارد کاربرد آنها را گسترش داد]۳[.
پلیمریزاسیون نوری دی متاکریلات توسط نور مرئی در حضور یک آغاز گر نوری مناسب منجر به تشکیل ساختار شبکه ای (Cross-Linked) می شود که در مواد دندانی کاربرد دارد. رزینهای با پایه آکریلات بعلت واکنش پذیری بالای مونومرهای آکریلات بیشترین استفاده را در سیستم های نورپخت (light – cure) دارند. امروزه دی متاکریلاتهای جدید بسیاری به عنوان جایگزین برای مواد ماتریکس کامپوزیتهای دندانی بکار رفته است تا خواص بهتری برای کامپوزیتهای دندانی حاصل شود]۱۱[.
در پژوهشی که در پژوهشگاه پلیمرو پتروشیمی ایران انجام شد، یک نوع مونومر رزینی یورتان دی متاکریلات (UDMA) جدید با وزن مولکولی بالاتر، با واکنش دو اکی والان ایزوفورون دی ایزوسیانات (IPDI) و یک اکی والان پلی اتیلن گلیکول ۴۰۰ (PEG400) سنتز شده است. نتایج موجود این UDMA جدید نشان دادند که این مونومر درجه تبدیل (degree of conversion) بالاتری در مقایسه با مونومر Bis-GMA ای که بطور معمول استفاده می شود، دارد. همچنین refracfive index آن خیلی نزدیک به refractive index فیلرهای شیشه ای می باشد که در کامپوزیتهای دندانی بکار می روند.]۱۱[ مطالعه حاضر، یک تحقیق اولیه برای کاربرد این UDMA به عنوان مونومر کامپوزیتهای دندانی می باشد. در این مطالعه برخی خواص مکانیکی کامپوزیت سنتز شده با درصدهای مختلف این UDMA اندازه گیری شد و با خواص کامپوزیتی که تنها بر پایه Bis-GMA/TEGDMA بود، مقایسه گردید.
از آنجائیکه کامپوزیتهای امروزی برای ترمیم دندانهای خلفی نیز بکار می روند، احتمالاً شکست (Fracture) ترمیم می تواند دلیل قابل توجهی برای Failure آن باشد.
ممکن است نتایج مطرح شده در این تحقیق بتوانند شاخص مفیدی  از مقاومت به چنین شکستهایی باشند. همچنین می توان با تحقیقات بیشتر روی خواص دیگر کامپوزیت ساخته شده با این مونومر جدید، آن را به کارخانه های سازنده به عنوان کامپوزیتی با خواص مکانیکی بالا ارائه نمود.