مقایسه استحکام خمشی متیل متاکریلات تقویت شده با سیم فلزی یا با الیاف شیشه | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| مجله دانشکده دندانپزشکی مشهد | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| مقاله 20، دوره 30، شماره 3,4، مهر 1385، صفحه 327-334 اصل مقاله (315.28 K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22038/jmds.2006.1446 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| نویسندگان | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| مهرو وجدانی* 1؛ سید محمد قوام الدینی2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1استادیار گروه آموزشی پروتزهای متحرک دانشکده دندانپزشکی دانشگاه علوم پزشکی شیراز | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2دندانپزشک | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| چکیده | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| مقدمه: پلی متیل متاکریلات اصلی ترین و متداول ترین ماده برای ساخت انواع پروتزها می باشد. این ماده علیرغم مزایای فراوان، معایبی نیز دارد، از جمله استحکام خمشی(flexural strength) کم و استحکام ضربه ای پایین. هدف از این مطالعه مقایسه استحکام خمشی متیل متاکریلات گرما سخت تقویت نشده، تقویت شده با الیاف شیشه و یا تقویت شده توسط سیم فلزی می باشد. مواد و روش ها: در این مطالعه تجربی آزمایشگاهی 24 نمونۀ یکسان رزینی به ابعاد 5/3´10´65 میلی متر مطابق دستور کارخانه سازنده آماده شد و سعی گردید که در 8 نمونه الیاف شیشه در وسط رزین قرار داده شود. در 8 نمونۀ دیگر نیز سیم مورد نظردر وسط رزین قرار داده شد. در 8 عدد دیگر از رزین گرما سخت بدون تقویت، به عنوان گروه کنترل استفاده شد. از تست خمش سه نقطه ای (three – point bending) برای اندازه گیری استحکام خمشی استفاده گردید سپس اطلاعات توسط آنالیز واریانس یکطرفه مورد آزمون آماری قرار گرفت. یافته ها: میانگین استحکام خمشی رزین تقویت شده با الیاف برابر MPa 87/87، با سیم برابر MPa 87/81 و بدون تقویت برابرMPa 67/67 بود. آنالیز واریانس یکطرفه نشان داد که تفاوت آماری معنی داری بین گروه تقویت شده با سیم و یا الیاف وجود ندارد ولی تفاوت استحکام خمشی این دو گروه نسبت به رزین تقویت نشده معنی دار بود (008/0P=). نتیجه گیری: باتوجه به نتایج حاصل توصیه می گردد برای تقویت رزین های آکریلی و جلوگیری از شکسته شدن آنان و نیز برای تعمیر پروتزها در جاهائیکه زیبایی مد نظر است از الیاف و در نواحی که در معرض دید قرار ندارد، از سیم سند بلاست شده استفاده شود. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| کلیدواژهها | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| متیل متاکریلات؛ استحکام خمشی؛ الیاف؛ سیم | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| اصل مقاله | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
مقدمه: از حدود 60 سال پیش تاکنون، علیرغم در کنار این مزایا این ماده معایبی نیز دارد از جمله استحکام ضربه ای کم و مقاومت به خستگی پایین. مطالعات متعدد حاکی از شکسته شدن تعداد بسیار بالائی از بیسهای رزینی بعد از 2-3 سال استفاده است(3و2). علت اصلی این مسئله شکست در اثر ضربه افتادن پروتز بر روی سطحی سخت شکست در اثر خستگی خمش (flexure) مکرر بیس پروتز تحت نازکی بیس پروتز در بعضی مناطق مهم، تماسهای اکلوزالی نابجا، تفاوت در قابلیت ارتجاع بافتها، تحلیل استخوان و نیز وضعیت آناتومیک بستر پروتز برای جلوگیری از شکستن بیس ها تلاش های متعددی انجام شده است مانند تغییر دادن ساختمان شیمیایی رزین با اضافه کردن عوامل ایجاد کننده اتصال عرضی و یا کوپلیمره کردن با لاستیک ها که با روش اخیر اگر چه استحکام ضربه ای بالا می رود ولی استحکام عرضی، ضریب الاسیتسیته و مقاومت به خستگی کاهش می یابد(6و5). عدم موفقیت چشمگیر در تغییر ساختمان برای بهبود مقاومت به خستگی، باعث گردید که تلاش ها متمرکز بر تقویت رزین ها توسط سیم ها، فلزات ریخته گری شده و بالاخره الیاف (fibers) گردد. اضافه کردن سیم اگر چه مفید است ولی مشکل اصلی اتصال ضعیف آن با آکریل است. البته با روشهای گوناگون مانند سندبلاست کردن می توان باند سیم با آکریل آن را بهتر نمود و موجب افزایش استحکام عرضی شد(8و7). راه دیگر، تقویت آکریل توسط الیاف است. این الیاف از سال 1960 معرفی شده اند. الیاف آرامید (Aramid) و کربن باعث تقویت آکریل می شوند، به هر حال این مواد زیبا نیستند و پالیش آنها دشوار بنابر این اگر چه می دانیم هم الیاف شیشه و هم سیم ها استحکام خمشی را افزایش می دهند، اما اینکه این افزایش در مورد هر کدام چقدر است و چه مقدار با یکدیگر تفاوت دارند و اینکه آیا این تفاوت از لحاظ کلینیکی چشمگیر می باشد یا خیر، موضوع این تحقیق است. لذا هدف از این مطالعه مقایسه استحکام خمشی متداولترین پلی مر گرما سخت تقویت نشده، با پلی مر تقویت شده توسط الیاف شیشه(Glass fiber) و بالاخره با پلی مر تقویت شده توسط سیم فلزی مواد و روش ها:در این مطالعه تجربی آزمایشگاهی رزین مورد استفاده، رزین گرما سخت بایر (Germany، Meliodent، Kulzer Heraeus ،Bayer ) بود که بیشترین آکریل مورد استفاده توسط دندانپزشکان و لابراتور ها می باشد. الیاف استفاده شده در این تحقیق Fibrante (Fibrante, Odontologicos LTD, Angelus, Argantina) بود که به عرض 3 میلی متر و ضخامت 3/0 میلی متر در قوطی های مهرو موم شده، فقط برای استفاده در زرین های آکریلی گرما سخت عرضه گردیده است. این الیاف جهت اتصال بهتر، با ماتریکس پلی مری رقیق (highly porous polymer) از قبل آماده و بسته بندی شده اند. این الیاف از جنس شیشه بوده و تک جهتی (Unidirectional) می باشند. متداول ترین سیم برای تقویت دنچرها سیم ارتدنسی (Germany Remanium, Dentaurum, Pforzheim,) است که عمدتاً، شکلی از آن که مقطعی گرد به قطر mm1 داشته و از جنس استیل زنگ نزن می باشد، استفاده می گردد. سیم ها در این مطالعه برای اتصال بهتر با رزین، سندبلاست شدند. سندبلاست با ذرات اکسید آلومینیوم (μm250 و 50) با فشار bar5/5 انجام گردید. نمونه های مورد آزمایش شامل سه گروه 8 تائی به شرح زیر بود: گروه 1: رزین گرماسخت بدون تقویت کننده گروه 2: رزین گرماسخت تقویت شده با سیم فلزی گروه 3: رزین گرماسخت تقویت شده با الیاف شیشه نمونه ها برای آزمایش استحکام خمشی بر اساس استاندارد بین المللی ISO/ DIS 1567 ساخته شدند. بنابراین مولدهای فلزی با دو عدد درب متحرک به ابعاد mm5/3´10´65 ساخته شد. برای گروه اول آکریل با نسبت پودر / مایع = 1ml/ gr2/2، با زمان خمیری (dough time) 10 دقیقه در دمای اتاق آماده شد. بعد خمیر در مولد پرس گردید. همانند مطالعات انجام شده در مورد اثر الیاف شیشه بر روی استحکام عرضی، نمونه ها ابتدا در آب °c1°c±20 و سپس به مدت 30 دقیقه در آب c°5/0c°±100 قرار داده شدند تا پخت صورت گیرد. برای گروه دوم با توجه به طول مولدها، سیم های فلزی به اندازه 60 میلی متر بریده شدند. زمانیکه نصف مولد با آکریل پر شد، سیم را قرار داده و سپس بقیه مولد پر گردید و بعد عمل پرس نمودن و پخت انجام شد (مانند گروه اول). برای گروه سوم نیز الیاف به اندازه 60 میلی متر بریده شدند و بقیه مراحل مانند گروه اول و دوم اجرا گردید. پس از پلیمریزاسیون هر 24 نمونه با کاغذ سمباده پرداخت شدند تا اضافات حاصل از پخت زدوده شود و سپس اندازه آنها با میکرومتر ارزیابی شد. قبل از آزمایش استحکام خمشی، نمونه ها به مدت دو روز در آب °c 37 قرار داده شدند و بلافاصله تست خمش سه نقطه ای با سرعت 5 میلی متر در دقیقه برای هر کدام از نمونه ها انجام شد و حداکثر نیروئی که موجب شکستگی نمونه ها شد ثبت گردید. توسط فرمول زیر استحکام خمشی نمونه ها محاسبه شد: L ´ F ´ 3 S = ------------ H2 ´ b ´ 2 که در این فرمول S استحکام خمشی، F حداکثر نیروی وارده، L فاصله بین دو نقطه اتکا، b عرض نمونه و h ضخامت نمونه می با شد. از روش آماری One way ANOVA از نوع کروسکال والیس (Kruskal wallis) برای آنالیز آماری داده ها استفاده شد. یافته ها: استحکام خمشی در سه گروه رزین گرما سخت بدون تقویت کننده، رزین گرما سخت تقویت شده با سیم و رزین گرما سخت تقویت شده با الیاف توسط تست خمش سه نقطه ای (Three point – bending test) مطابق ISO /DIS 1567 اندازه گیری شد. میانگین استحکام خمشی در سه گروه فوق همانگونه که در نمودار 1 مشخص است به ترتیب عبارت است از: MPa 67/67، MPa 87/81 و MPa 87/87. برای مقایسه ارقام فوق و آنالیز آماری آنها از آنالیز واریانس یکطرفه (Kruskal wallis) One way ANOVA همراه با Mann-Whiteny u test استفاده شد. بر اساس آزمون آنالیز واریانس یک طرفه، میانگین سه گروه مورد مطالعه با هم تفاوت داشت (P-value=0.000 و (2,21)=df و 7.5=F). همچنین بر اساس آزمون کروسکال والیس نیز بین سه گروه تفاوت وجود داشت P-value= 0.008) و(X2=10.35, df=2. جدول یک علاوه بر میانگین استحکام خمشی نمونه ها، انحراف معیار، واریانس و دیگر یافته های مربوط گروه های آزمایش شده را نشان می دهد. تجزیه و تحلیل داده ها مشخص نمود که:
جدول 1 : نتایج آماری در سه گروه مورد مطالعه
نتیجه آزمون کروسکال والیس: X2 = 10.35 df = 2 P - value = 0.008
نمودار 1 : میانگین و فاصله اطمینان 95 درصدی استحکام خمشی در سه گروه مورد مطالعه
بحث:تحقیق حاضر، بر روی سه گروه آزمایشی صورت گرفت. در گروه اول آکریل گرماسخت طبق دستور کارخانه سازنده آماده و سپس پخت گردید. میانگین استحکام خمشی در این گروه برابر MPa67/67 بود. پس از تقویت با سیم فلزی مقاومت آن به MPa81/81 رسید و در نمونه های تقویت شده با الیاف میانگین استحکام خمشی MPa87/87 شد. این نتیجه با تحقیقات دیگر که در آن ها از سیم برای تقویت رزین ها استفاده نمودند همخوانی دارد و نشان می دهد که استفاده از سیم ها به نحوی قابل توجه باعث استحکام خمشی رزین ها می شود. در مطالعه Vallittu و Lassila(7) از سیم هائی به ضخامت mm8/0 و mm1 استفاده شد. مقطع عرضی این در مطالعه دیگری توسط Ruffino(17) مشخص شد که: 1 - بهتر است سیم ها نسبت به خط شکستگی عمود قرار بگیرند. 2 - سیم های استیل ضخیم به قطر 1/1 میلی متر موثرتر از سیم های استیل به قطر 8/0 میلی متر عمل می کنند. استفاده از دو سیم، چنانچه با فاصله چند میلیمتر از هم قرار بگیرند، مقاومت شکستگی را بالاتر از الیاف گوناگون هم برای تقویت آکریل ها استفاده شده است. الیاف کربن و کولار (Kevlar)(18و10و9) بدلیل پرداخت و پالیش مشکل و نیز به دلیل رنگ تیره و انعکاس نامطلوب نور کمتر استفاده می شوند و استفاده از آنها به نقاطی خاص از دنچر محدود می شود، در ضمن به اندازه الیاف شیشه و الیاف پلی اتیلن در بهبود بخشیدن به خواص مکانیکی رزین ها موثر نیستند. بنابراین در اکثر بررسیها، از الیاف پلی اتیلن و یا شیشه استفاده شده است. در مورد اثر الیاف پلی اتیلن بر خصوصیات علاوه بر تناقضات فوق، بطور کلی اگر چه الیاف پلی اتیلن باعث ایجاد خصوصیت Anisotropy در کامپوزیت ها می شوند و زیبا نیز هستند، اما پروسه اچینگ، آماده سازی و قرار دهی آنها در کلینیک، چندان آسان نمی باشد. بعنوان مثال این الیاف هنگام بریدن با قیچی، پخش می شوند و یا اینکه اغلب موقع پک نمودن آکریل، در جهات مختلف پخش می شوند و حتی خارج از رزین قرار می گیرند طوری که در هنگام عمل پرداخت گاهی بریده و ناپدید می گردند(16). استحکام رزین ها و کامپوزیت ها، علاوه بر اینکه به کمیت الیاف و جهت قرار دادن آنها بستگی دارد، بسیار وابسته به چسبندگی مطلوب الیاف به ماتریکس پلی مری است. علیرغم تلاشهای بسیار، بنظر می رسد که الیاف پلی اتیلنی، چسبندگی خوبی به پلی مرهای ماتریکس رزینی ندارند. لذا از آنجائی که الیاف شیشه راحت تر Sialanized می شوند و چسبندگی مناسبی با ماتریکس خود ایجاد می کنند، ترجیح داده می شود که از الیاف شیشه استفاده شود(16-14). الیاف شیشه استفاده شده در مطالعه حاضر در مطالعه Vallittu(16) نیز میانگین استحکام خمشی در آکریل های تقویت شده با الیاف اگر چه مانند مطالعه حاضر، نسبت به گروه بدون الیاف بیشتر بود، اما بطور کلی بنظر می رسد که تقویت رزین ها با بعضی از انواع الیاف به نحوی موثر تر انجام رزین های آکریلی اتوپلی مریزان با قوام کم، مرطوب سازی رشته های الیاف را بهتر از علاوه بر این، حباب ها و نواحی ضعیف مرطوب شده در کامپوزیت، جذب آب را افزایش داده و ممکن است سبب اثر هیدرولیتیک زیان آور آب گردد و در نتیجه خواص مکانیکی پلی مر را کاهش دهد(25). بنابراین همانگونه که ذکر شد، مقادیر الیاف، نحوه قرار گرفتن آنها و بخصوص تفاوت در مرطوب سازی و در نتیجه چسبندگی الیاف به پلیمر، عواملی هستند که در میزان کاهش یا افزایش خصوصیات مکانیکی کامپوزیت ها موثر می باشند. لذا در مطالعه حاضر اگر چه الیاف شیشه، استحکام خمشی رزین ها را بسیار افزایش داده بودند اما به دلایل ذکر شده در بحث، میزان این افزایش با دیگر مطالعات مشابه، یکسان نمی باشد. نتیجه گیری:شکستن دنچرهای آکریلی یک مشکل کلینیکی متداول است. برای افزایش مقاومت و استحکام | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| مراجع | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 3,421 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 3,957 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
