بررسی تأثیر افزودن کیتوسان و نانوذرات دی اکسید تیتانیوم بر استحکام باند برشی گلاس آینومر ترمیمی

مسائلی, رضا; عبدالهی, مهدی

doi:10.22038/jmds.2020.48336.1912

بررسی تأثیر افزودن کیتوسان و نانوذرات دی اکسید تیتانیوم بر استحکام باند برشی گلاس آینومر ترمیمی

مجله دانشکده دندانپزشکی مشهد

مقاله 9، دوره 44، شماره 4، دی 1399، صفحه 397-407 اصل مقاله (741.72 K)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22038/jmds.2020.48336.1912

نویسندگان

رضا مسائلی¹؛ مهدی عبدالهی^* ²

¹استادیار گروه زیست مواد دندانی، دانشکده دندانپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران

²دندانپزشک، دانشکده دندانپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران

چکیده

مقدمه: افزایش چسبندگی و استحکام باند گلاسآینومر ترمیمی به سطح دندان میتواند موجب کاهش پوسیدگیهای ثانویه و افزایش دوام ترمیم شود. در پژوهش حاضر سعی داریم تا تأثیر افزودن کیتوسان و نانوذرات دیاکسید تیتانیوم را بر استحکام باند و ساختار شیمیایی گلاسآینومر بررسی کنیم.
مواد و روش ها: در این مطالعه آزمایشگاهی، بر روی 56 سطح عاجی باکال و لینگوال 28 دندان مولر سوم کشیده شده انسانی، چهار گروه مختلف گلاسآینومر شامل گلاسآینومر اصلاح نشده، گلاسآینومر اصلاح شده با کیتوسان 10 درصد حجمی، گلاسآینومر اصلاح شده با نانوذرات دیاکسید تیتانیوم 3 درصد وزنی و گلاسآینومر اصلاح شده به طور همزمان با کیتوسان 10 درصد حجمی و نانوذرات دیاکسید تیتانیوم 3 درصد وزنی قرار داده شد. بعد از گذشت 24 ساعت و قرارگیری در شرایط رطوبت 100 درصد در انکوباتور، استحکام باند برشی آنها اندازهگیری شد. تحلیل نتایج آزمون استحکام باند برشی به وسیله آزمون Tukey و ANOVA صورت پذیرفت. برای بررسی ساختار شیمیایی بر روی نمونهای از گلاسآینومر مربوط به هر یک از گروههای آزمایش، آزمون FTIR و XRD انجام گرفت.
یافتهها: استحکام باند برشی مربوط به گروه اصلاح شده به صورت همزمان با کیتوسان 10 درصد حجمی و نانوذرات دیاکسید تیتانیوم 3 درصد وزنی نسبت به گروه گلاس آینومر اصلاح نشده، تفاوت معناداری را نشان داد. (016/0=p ) این آزمون برای سایر گروهها نسبت به گروه گلاسآینومر اصلاح نشده تفاوت معناداری را نشان نداد. نتایج FTIR و XRD برای تمام گروههای اصلاح شده نشان دهنده قرارگیری غالبا فیزیکیِ مولوکولهای کیتوسان و نانوذرات دیاکسید تیتانیوم در ترکیب گلاسآینومر بوده و تغییری در ساختار شیمیایی آن ایجاد نشده بود.
نتیجهگیری: به نظر میرسد اصلاح گلاس آینومر به صورت همزمان با کیتوسان 10 درصد حجمی و نانوذرات دیاکسید تیتانیوم 3 درصد وزنی موجب افزایش قدرت چسبندگی و مقادیر استحکام باند برشی ترمیمهای گلاسآینومر به سطح دندان میشود.

کلیدواژه‌ها

گلاس آینومر؛ استحکام باند برشی؛ کیتوسان؛ دی اکسید تیتانیوم

اصل مقاله

مقدمه

امروزه سمان گلاسآینومر در دندانپزشکی به عنوان سمان چسباننده، ماده کف بندی، لاینر و ماده ترمیمی استفاده میشود. این ماده با وجود اینکه دارای خواص ویژهای همچون آزادسازی فلوراید، خاصیت ضد میکروبی و چسبندگی شیمیایی به سطح دندان میباشد به علت ویژگیهای مکانیکی ضعیف تری که نسبت به آمالگام و کامپوزیتهای رزینی دارد، در زمینه دندانپزشکی ترمیمی کمتر مورد استقبال قرار گرفتهاست.⁽¹⁾

در سالهای اخیر در مطالعات مختلف، به منظور بهبود خواص مکانیکی این ماده ترکیبات مختلفی از جمله فلزات گوناگون^(4-2)، زیرکونیا⁽⁵⁾، نانوذرات مختلف^(8-6)، گلاس زیست فعال⁽⁹⁾ و وولاستونیت (Wollastonite)⁽¹⁰⁾ به این ماده افزوده شده است. کیتوسان و نانوذرات دیاکسید تیتانیوم دستهی دیگری از این ترکیبات هستند که به منظور بهبود ویژگیهای زیستی و مکانیکی گلاسآینومر مورد استفاده قرار گرفته اند.^(12و11) اصلاح گلاسآینومر با کیتوسان موجب افزایش خاصیت ضد میکروبی، آزادسازی فلوراید، استحکام فشاری و مقاومت به سایش آن می شود.^(13و12) همچنین ترکیب نانوذرات دیاکسید تیتانیوم با پودر گلاسآینومر، استحکام فشاری، خمشی و خاصیت ضد میکروبی آن را بهبود میبخشد.^(11و7) اصلاح گلاس آینومر به صورت همزمان با این دو ماده باعث هم افزایی (Synergism) تأثیرشان بر روی برخی از خواص مکانیکی و زیستی گلاسآینومر شده و افزایش بیشتر استحکام فشاری، کششی و خاصیت ضدمیکروبی را نشان می دهد.⁽¹⁴⁾

یکی از ویژگیهای مکانیکی که در گلاسآینومر ترمیمی باید مورد توجه قرار گیرد، قدرت چسبندگی آن به سطح دندان است. گلاسآینومر با برقراری پیوندهای شیمیایی و بدون نیاز به هیچگونه ماده واسطهای با سطح دندان چسبندگی پیدا میکند. هرچند استحکام باند آن به سطح دندان نسبت به ترمیمهای کامپوزیت رزینی مقادیر کمتری را نشان میدهد و لازم است تا برای بهبود ترمیمها با این ماده، استحکام باند آن را به نحوی افزایش داد.⁽¹⁵⁾ کیتوسان در برخی مطالعات قدرت چسبندگی گلاسآینومر به دندان را افزایش داده و در برخی دیگر تأثیری بر آن نداشته است.^(16و12) نانوذرات دیاکسید تیتانیوم، تداخلی با چسبندگی گلاسآینومر با دندان ایجاد نکرده است.⁽¹¹⁾ در مورد به کارگیری همزمان این دو ماده در ترکیب گلاس آینومر، همانطور که پیشتر اشاره شد، برخی از خواص مکانیکی و زیستی گلاسآینومر بهبود پیدا کرده است اما تا زمان انجام پژوهش حاضر، مطالعهای در مورد استحکام باند آن صورت نگرفته است. با توجه به این مسئله، هدف از انجام این مطالعه بررسی تأثیر افزودن کیتوسان و نانوذرات دیاکسید تیتانیوم بر استحکام باند گلاسآینومر بود.

در مطالعات پیشین، کیتوسان با درصدهای حجمیای مانند 5 درصد، 10 درصد، 25 درصد و 50 درصد در ترکیب مایع گلاسآینومر مورد استفاده قرار گرفته است. اما درصدی که در بیشتر مقالات مورد استفاده قرار گرفته و خواص مکانیکی بالاتری نشان داده است، درصد حجمی 10 درصد میباشد.^{(18-16و14و12)}همچنین در مورد نانوذرات دیاکسید تیتانیوم درصدهای جرمی مانند 3 درصد، 5 درصد و 7 درصد مورد استفاده قرار گرفته که درصد جرمی 3 درصد بیشتر استفاده شده و خواص مکانیکی بهتری را نشان داده است.^(14و11و7) بنابراین در پژوهش حاضر، درصد حجمیِ 10 درصد برای اصلاح مایع گلاسآینومر با کیتوسان و درصد جرمیِ 3 درصد برای اصلاح پودر گلاسآینومر با نانوذرات دیاکسید تیتانیوم مورد استفاده قرار گرفته است.

مواد و روش ها

گلاسآینومر مورد استفاده در مطالعه حاضر، از نوع (GC Gold Label Glass Ionomer Universal Restorative, Tokyo, Japan) میباشد. برای بررسی تأثیر حضور کیتوسان و نانوذرات دیاکسید تیتانیوم بر استحکام باند گلاسآینومر، چهار گروه در نظر گرفته شد. در گروه اول از گلاسآینومر اصلاح نشده، گروه دوم از گلاسآینومر اصلاح شده با کیتوسان 10 درصد حجمی، گروه سوم گلاسآینومر اصلاح شده با نانوذرات دیاکسید تیتانیوم 3 درصد وزنی و در گروه چهارم گلاسآینومر اصلاح شده به طور همزمان با کیتوسان 10 درصد حجمی و نانوذرات دیاکسید تیتانیوم 3 درصد وزنی، مورد استفاده قرار گرفت.

برای تهیه پودر گلاسآینومر حاوی نانوذرات دی اکسید تیتانیوم 3 درصد وزنی از نانوذرات دیاکسید تیانیوم دارای 7/99 درصد فاز آناتاز و ابعاد کمتر از nm 25 استفاده شد (Tetrachem, Tehran, Iran).

کیتوسان به صورت پودر عرضه میشود. برای تهیه مایع گلاسآینومر حاوی کیتوسان 10 درصد حجمی باید ابتدا 4 میلیگرم از پودر کیتوسان (Aprinatd,Tehran,Iran) را به محلول 1/0 مولار استیک اسید اضافه کنیم تا حجم آنها به 20 میلیلیتر برسد. سپس آن را به مدت 24 ساعت بر روی استیرر با دمای 37 درجه و سرعت 400 دور در دقیقه قرار دادیم تا محلول کیتوسان بدست آید. مقدار 1 میلیلیتر از این محلول با 9 میلیلیتر از مایع گلاسآینومر مخلوط شد تا مایع گلاسآینومر حاوی کیتوسان 10 درصد حجمی بدست آید.

برای انجام پژوهش حاضر، 28 دندان مولر سوم کشیده شده سالم استفاده شد که شامل 14 دندان مولر سوم فک بالا و 14 دندان مولر سوم فک پایین بودند و به دلایل نهفتگی، ارتودنسی یا رفع پریکورونیت در فک مقابل کشیده شده بودند. لازم به ذکر است از بیماران جهت استفاده از دندان کشیدهشده آنها در پژوهش حاضر رضایت نامه کتبی، کسب شده بود. دندان ها حداکثر 3 ماه قبل از آزمایش کشیده شده بودند و تا یک هفته قبل از انجام آزمایش، داخل آب و در دمای کمتر از 8 درجه سانتی گراد نگهداری شدند. یک هفته قبل از انجام آزمون استحکام باند برشی، به منظور ضدعفونی، دندانها در محلول کلرآمین تی 5/0 درصد قرار داده شدند.

سطح باکال و لینگوال (پالاتال) دندانها شماره گذاری شد و در چهار گروه به گونهای قرار گرفتند که در هر گروه 7 دندان مولر سوم بالا و 7 دندان مولر سوم پایین وجود داشت. در 7 مورد سطح باکال و در 7 مورد سطح لینگوال (پالاتال) آنها جهت باند گلاسآینومر مورد استفاده قرار گرفت تا سطوحی که بر روی آنها چسبندگی گلاسآینومر در گروههای مختلف مورد آزمون قرار میگیرد، تا حد امکان مشابه باشند.

دندانها داخل آکریل سلفکیور (Acropars, Tehran, Iran) مانت شده و سپس 24 ساعت داخل آب مقطر قرار داده شدند تا مونومرهای غیرفعال آکریل آزاد شوند و تداخلی با واکنش ست شدن گلاسآینومر در 24 ساعت اول پس از قرارگیری بر روی سطح دندان، نداشته باشند. سپس سطوح باکال و لینگوال دندانها با فرز الماسه به صورت موازی تراش داده شدند تا سطحی ترین لایه عاج دندان حداقل به اندازه دایرهای با قطر 3 میلیمتر نمایان شود. به جهت بدست آوردن سطحی صاف برای باند گلاسآینومر، قسمت تراش خورده دندان توسط کاغذ کاربید سیلیکون 120P و400P (Deerfos Co, Incheon, South Korea) و در حضور آب کافی پرداخت گردید.

جهت قراردهی و شکلدهی گلاسآینومر بر روی سطح دندان، مولدهای سیلیکونی (Optosil, Kulzer GmbH, Hanau, Germany) با حفرهای در قسمت میانی به شکل استوانه و با قطر 4/2 میلیمتر و ارتفاع 3 میلیمتر تهیه شد.

برای مخلوط کردن گلاسآینومر و آمادهسازی سطح دندان، طبق دستورالعمل کارخانه عمل شد. ابتدا سطح دندان توسط پلیآکریلیک 20 درصد (GC Dentin conditioner,GC Corporation,Tokyo,Japan) به مدت 15-10 ثانیه آماده سازی شد. بلافاصله پودر و مایع گلاسآینومر با نسبتهای مشخص شده از سوی کارخانه بر روی اسلب شیشهای و به وسیله اسپاتول مَحکمه پلاستیکی به صورت دو مرحلهای مخلوط شد تا به قوام مناسب برسد.

سپس مولد سیلیکونی بر روی سطح دندان قرار داده شد و گلاسآینومر داخل حفرهی استوانهای شکل آن ریخته شد. بعد از 15 دقیقه که ست شدن اولیهی گلاسآینومر رخ داد، نمونه داخل آب مقطر قرار داده شد تا سایر دندانها نیز آماده شوند. لازم به ذکر است، برای هر کدام از گروههای چهارگانه آزمایش از اسلب شیشهای و اسپاتول محکمه جداگانه استفاده شد.

پس از آمادهسازی، تمام نمونهها به مدت 24 ساعت در رطوبت 100 درصد در انکوباتور قرار داده شدند. بعد از گذشت 24 ساعت نمونهها از دستگاه انکوباتور خارج گردیدند و مولدهای سیلیکونی از اطرف گلاسآینومر جدا شدند. آزمون استحکام باند برشی به وسیله دستگاه Universal Testing Machine مدل 20STM- (Santam Co, Tehran, Iran) با سرعت کراس هد 5/0 میلیمتر بر دقیقه انجام شد (تصویر 1). دندانها در جایگاه مخصوص خود در دستگاه قرار گرفته و تحت تنظیمات مذکور، آزمون استحکام باند برشی اجرا شد (تصویر 2). مقادیر استحکام باند برشی مربوط به نمونههای گروه های مختلف جمع آوری شد و تحلیل آنها به وسیله آزمون Tukey و ANOVA صورت پذیرفت.

تصویر 1 : شمای کلی دستگاه UTM مورد استفاده

تصویر 2 : نمونه آماده و مانت شده

جهت بررسی تغییرات ساختاری و گروههای شیمیایی حاضر در ترکیب گلاسآینومر پس از اصلاح با نانوذرات دیاکسید تیتانیوم و کیتوسان و مقایسه آنها با گلاسآینومر معمولی، نمونهای از گلاسآینومرهای هر یک از چهار گروه آزمایش تهیه شد و دو آنالیز FTIR (Fourier-transform infrared spectroscopy) و XRD (X-Ray Diffraction) ، بر روی آنها انجام گرفت. آزمون FTIR، با تابش اشعه مادون قرمز به ماده مورد آزمایش نسبت به مشخصه یابی آن بر اساس گروههای عاملی شرکت کننده در ساختار آن عمل مینماید. گروههای عاملی ماده، انرژی پرتوهای برخوردی را جذب میکنند که منجر به ارتعاش، چرخش و تغییر طول پیوندهای ماده می شود. اطلاعات دریافتی توسط نرمافزار به صورت نمودار نمایش داده می شود. در آزمون XRD نیز از پرتو X جهت مشخصهیابی ساختار شیمیایی و پیوندهای موجود استفاده میشود و اطلاعات دریافتی در نهایت به صورت نمودار نشان داده میشود.

یافته ها

مقادیر استحکام باند برشی بدست آمده جمع آوری و میانگین و انحراف معیار تمام گروهها استخراج شد. با استفاده از آزمون One-Sample Kolmogorov-Smirnov تبعیت داده ها از توزیع نرمال تایید شد. بنابراین برای مقایسه استحکام باند برشی از آزمون One-way ANOVA استفاده گردید. برای مقایسه دو به دوی گروهها از آزمون Tukey HSD استفاده شد. میزان خطای نوع اول آماری در آزمون برابر 05/0 بود. کلیه عملیات آماری با استفاده از نرم افزار SPSS با ویرایش 25 انجام گرفت.

نتایج آزمون استحکام باند برشی تنها برای گروه گلاس آینومر اصلاح شده به صورت همزمان با کیتوسان 10 درصد حجمی و نانوذرات دیاکسید تیتانیوم 3 درصد وزنی نسبت به گروه گلاسآینومر اصلاح نشده، اختلاف معناداری را نشان داد (016/0P=). گروه اصلاح شده با کیتوسان 10 درصد حجمی و گروه اصلاح شده با نانوذرات دیاکسید تیتانیوم 3 درصد وزنی، هر چند میانگین های بالاتری نسبت به گروه گلاسآینومر اصلاح نشده نشان دادند، اما از لحاظ آماری اختلاف معناداری نسبت به آن نداشتند. نتایج مربوط به گروه های مختلف آزمایش به طور خلاصه در جدول 1 نشان داده شده است. همچنین نتایج مربوط به آزمون Tukey HSD جهت مقایسه دو به دوی گروههای چهارگانه آزمون استحکام باند برشی در جدول 2 آورده شده است.

جدول 1 : نتایج آزمون استحکام باند برشی برای گروههای چهار گانه مطالعه

گروه	میانگین (MPa)	انحراف معیار	بیشترین مقدار (MPa)	کمترین مقدار (MPa)
GIC^*	63/4	10/2	56/8	93/1
GIC+Ch^**	43/6	49/2	32/11	55/2
GIC+TiO₂^***	52/5	11/2	09/9	62/2
GIC+Ch+TiO₂	58/7	18/3	60/13	90/2
نتیجه آنالیز واریانس یک طرفه	021/0P= 528/3F=

^* گلاس آینومر ؛ ^** کیتوسان ؛ ^***نانوذرات دی اکسید تیتانیوم

جدول 2 : نتایج مقایسه دو به دوی آزمون استحکام باند برشی توسط آزمون آماری Tukey HSD

گروه	گروه
گروه	GIC	GIC+Ch	GIC+TiO2
GIC^*	-	-	-
GIC+Ch^**	241/0 P=	-	-
GIC+TiO₂^***	783/0 P=	774/0 P=	-
GIC+Ch+TiO₂	016/0 P=	626/0 P=	147/0 P=

^* گلاس آینومر ؛ ^** کیتوسان ؛ ^***نانوذرات دی اکسید تیتانیوم

طبق نتایج FTIR (نمودار 1)، موقعیت پیک نمودارها تغییر چندانی نداشته و پیوند شیمیایی جدیدی تشکیل نشده است. در نتیجه حضور کیتوسان و نانوذرات دی اکسید تیتانیوم در ساختار گلاس آینومر به صورت فیلر و غالباً فیزیکی میباشد. نتایج آزمون XRD (نمودار 2) نیز مؤید همین موضوع بود. تغییر خاصی در محل پیک نمودارها مشاهده نشد و پیوند شیمیایی جدیدی در ساختار گلاس آینومر تشکیل نشده بود.

نمودار 1 : طیف FTIR جذبی گلاسآینومر اصلاح نشده و اصلاح شده با کیتوسان و دیاکسید تیتانیوم، به تنهایی و به همراه هم، در محدوده طول موج ^1-cm 4000-400

نمودار 2 : طیف XRD گلاسآینومر اصلاح نشده و گلاسآینومرهای اصلاح شده با دیاکسید تیتانیوم و کیتوسان به تنهایی و همزمان.

بحث

Ibrahim و همکارانش⁽¹²⁾ کیتوسان را در درصدهای حجمی 5 درصد، 10 درصد، 25 درصد و 50 درصد به گلاسآینومر اضافه کردند و تأثیر آن را بر استحکام کششی گلاسآینومر و خواص ضدمیکروبی آن بررسی نمودند. آنها مشاهده کردند که افزودن کیتوسان موجب بهبود خاصیت ضد میکروبی گلاسآینومر علیه استرپتوکوکوس موتانس میشود. همچنین در نتایج آزمون استحکام باند کششی مشاهده شد که در درصدهای حجمی 5 درصد و 10 درصد تفاوت ناچیزی میان آنها و گروه گلاسآینومر اصلاح نشده وجود داشت ولی درصدهای حجمی 25 درصد و 50 درصد استحکام باند کششی گلاسآینومر را کاهش داده بودند.

در مطالعه دیگری که توسط Debnath و همکارانش⁽¹⁶⁾ انجام شد، مجدداً خواص چسبندگی و ضدمیکروبی
گلاس آینومر اصلاح شده با کیتوسان اندازه گیری شد. اما این بار فقط کیتوسان در درصد حجمی 10 درصد مورد آزمایش قرار گرفت. خاصیت ضدمیکروبی گلاسآینومر همانند مطالعه Ibrahim و همکارانش⁽¹²⁾ با حضور کیتوسان بهبود یافته و تایید کننده مطالعات قبلی بود. اما نتایج استحکام باند برشی نشان میداد که کیتوسان، چسبندگی گلاسآینومر را به طور قابل توجهی (حدود دو برابر) افزایش داده بود.

یکی از اهداف پژوهش حاضر، بررسی تأثیر حضور کیتوسان به تنهایی بر استحکام باند گلاسآینومر بود. میانگین مقادیر بدست آمده از آزمون استحکام باند برشی برای گروه اصلاح شده با کیتوسان 10 درصد حجمی، بیشتر از گروه گلاسآینومر اصلاح نشده بود (MPa 43/6 در برابر MPa 63/4)، اما از لحاظ آماری این تفاوت معنادار نبود و به نظر میرسد حضور کیتوسان به تنهایی در ترکیب گلاس آینومر تأثیر معناداری بر استحکام باند برشی این ماده به دندان ندارد.

Garcia-Contreras و همکارانش⁽⁷⁾ خواص مکانیکی و ضدمیکروبی گلاسآینومر اصلاح شده با نانوذرات دی اکسید تیتانیوم را بررسی کردند. آنها پس از افزودن نانوذرات دیاکسید تیتانیوم به گلاسآینومر به این نتیجه رسیدند که خاصیت ضدمیکروبی گلاسآینومر افزایش می یابد. همچنین اضافه شدن نانوذرات دیاکسید تیتانیوم تداخلی با استحکام باند برشی گلاسآینومر ندارد. آنها به این نتیجه نیز رسیدند که گلاسآینومر اصلاح شده با این نانوذرات، افزایش در مقادیر استحکام کششی و فشاری را نشان می دهد.

برای بررسی و اندازه گیری استحکام باند کششی، چفرمگی شکست، استحکام فشاری و کششی، خواص ضدمیکروبی، آزادسازی فلوراید و ریزسختی سطحی گلاسآینومر اصلاح شده با نانوذرات دیاکسید تیتانیوم، Elsaka و همکارانش⁽¹¹⁾ مطالعهای انجام دادند. آنها نانوذرات دیاکسید تیتانیوم را در درصدهای وزنی 3 درصد، 5 درصد و 7 درصد به گلاسآینومر اضافه نمودند. درصدهای وزنی 3 درصد و 5 درصد این نانودرات، مقادیر استحکام فشاری و کششی و چفرمگی شکست را افزایش داد ولی در درصد وزنی 7 درصد، این مقادیر کاهش یافت. میکروهاردنس در درصد وزنی 3 درصد افزایش یافت ولی درصدهای وزنی بالاتر، مقدار آن را کاهش دادند. خواص ضد میکروبی در حضور نانوذرات دیاکسید تیتانیوم افزایش یافت و تداخلی با آزادسازی فلوراید نشان نداد. چهار گروه مطالعهی Elsaka و همکارانش⁽¹¹⁾ از لحاظ آماری تفاوت معناداری در مقادیر استحکام باند کششی نشان ندادند ولی میانگین گروه اصلاح شده با نانوذرات دیاکسید تیتانیوم 3 درصد وزنی بالاتر از بقیه بود.

نتایج پژوهش حاضر نشان داد استحکام باند برشی گروه گلاسآینومر اصلاح شده با نانوذرات دیاکسید تیتانیوم با گروه گلاسآینومر اصلاح نشده از لحاظ آماری تفاوت معناداری نداشت و در نتیجه به نظر میرسد همانطور که در مطالعات پیشین نیز نشان داده شده است، حضور نانوذرات دیاکسید تیتانیوم تداخلی با چسبندگی گلاسآینومر نخواهد داشت.

Ibrahim و همکارانش⁽¹⁴⁾ نانوذرات دیاکسید تیتانیوم را به صورت 3 درصد وزنی و کیتوسان را به صورت 10 درصد حجمی در ترکیب گلاسآینومر استفاده نموده و برخی از خواص آن را ارزیابی نمودند. آنها موارد مذکور را در چهار گروه گلاسآینومر اصلاح نشده، گلاسآینومر اصلاح شده با کیتوسان، گلاسآینومر اصلاح شده با نانوذرات دیاکسید تیتانیوم و گلاسآینومر اصلاح شده با نانوذرات دیاکسید تیتانیوم و کیتوسان به طور همزمان، بررسی کردند. نتایج این پژوهش نشان داد به کارگیری همزمان این دو ماده در ترکیب گلاسآینومر نسبت به استفاده هر یک از آنها به صورت جداگانه، استحکام فشاری و کششی آن را به میزان بیشتری افزایش میدهد که نشاندهنده پتانسیل مناسب این ترکیب برای اصلاح گلاس آینومر است.

تا زمان انجام پژوهش حاضر، مطالعهای در مورد استحکام باند و چسبندگی ترکیب مذکور انجام نشده است. با توجه به نتایج بدست آمده از مطالعه حاضر به نظر میرسد به کارگیری هم زمان کیتوسان و نانوذرات دیاکسید تیتانیوم در ترکیب گلاس آینومر اثر همافزایی نشان داده و تنها گروهی از مطالعه بود که از لحاظ استحکام باند برشی تفاوت معناداری با گروه گلاسآینومر اصلاح نشده نشان داد.

پرداختن به مقوله چسبندگی و استحکام باند از آنجایی دارای اهمیت است که با افزایش قدرت چسبندگی، گیر و دوام ترمیم گلاسآینومر افزایش یافته و ریزنشت ترمیم کاهش می یابد. درنتیجه احتمال نفوذ میکروارگانیسم های پوسیدگیزا به محل تماس ترمیم و دندان کاهش یافته و پوسیدگی ثانویه در زیر ترمیم کمتر رخ میدهد.⁽¹⁾

به طور کلی چسبندگی گلاسآینومر به سطح دندان بر اساس دو مکانیسم مرتبط باهم رخ میدهد. گیر میکرومکانیکی ناشی از خلل و فرجی که با تأثیر پلی آکریلیک اسید حاضر در ترکیب گلاسآینومر بر روی سطح دندان ایجاد میشود. پیوند شیمیایی میان گروه کربوکسیل مربوط به پلیآکریلیک اسید و یونهای کلسیم مربوط به هیدروکسی آپاتیت سطح دندان (تشکیل لایه تبادل یونی).⁽¹⁹⁾

در نتیجه با تغییر در هر یک از موارد بالا میتوان مقادیر استحکام باند گلاسآینومر را تغییر داد. هر چند چسبندگی و استحکام باند یک ماده ترمیمی صرفا به عوامل مربوط به سطح تماس دندان و ماده ترمیمی محدود نمیشود. به عنوان مثال در برخی مطالعات بیان شده است که عواملی همچون استحکام کششی ماده گلاسآینومر با مقادیر استحکام باند نسبت مستقیم دارد چرا که بیشتر شکست های چسبندگی در ترمیم های گلاسآینومری از نوع همچسبی و داخل خود ساختار گلاسآینومر میباشد.⁽¹⁾ در نتیجه میتوان گفت حضور فیلرها در ترکیب گلاسآینومر در صورتیکه تداخلی با ترکیب کلی آن نداشته باشند و استحکام کششی گلاس آینومر را افزایش دهند، موجب افزایش مقادیر استحکام باند نیز خواهند شد.⁽¹⁾ با توجه به نتایج FTIR و XRD در مطالعه حاضر، کیتوسان و نانوذرات دیاکسید تیتانیوم به صورت فیلرهایی عمل کردند که به نظر میرسد با پر کردن فضاهای خالی در ترکیب گلاسآینومر استحکام کلی آن را افزایش میدهند. همانطور که با توجه به نتایج مطالعات پیشین حضور این دو ماده در ترکیب گلاسآینومر موجب افزایش استحکام کششی و فشاری آن شده است.⁽¹⁴⁾ از طرفی به نظر میرسد در گروههای حاوی کیتوسان، علاوه بر این موضوع، پدیده دیگری نیز رخ میدهد. کیتوسان یک واحد آمینی و دو واحد هیدروکسیل به ازای هر شش واحد کربنی دارد.⁽²⁰⁾ به نظر میرسد این ماده میتواند با حضور در لایه تبادل یونی به افزایش قدرت استحکام باند کمک کند. به این صورت که به عنوان واسطهای میان مولکولهای پلی آکریلیکاسید (پیوند میان گروه آمینی کیتوسان و گروه کربوکسیل پلیآکریلیک اسید) و یونهای کلسیم سطح دندان (پیوند میان گروههای هیدروکسیل کیتوسان و یون کلسیم) عمل کرده و تنش بین سطحی (Interfacial tension) را در سطح تماس بین دندان و گلاسآینومر کاهش داده و موجب افزایش چسبندگی و استحکام باند آن میشود.

در نتیجه به نظر میرسد در گروه حاوی کیتوسان و نانوذرات دیاکسید تیتانیوم به طور همزمان، به علت حضور فیلرها و همچنین کاهش تنش بین سطحی در لایه تبادل یونی، استحکام باند افزایش یافته و نتایج معناداری را در آزمون استحکام باند برشی نسبت به گروه گلاسآینومر اصلاح نشده نشان میدهد.

نتیجه گیری

نتایج این مطالعه نشان داد اصلاح گلاسآینومر به طور همزمان با نانوذرات دیاکسید تیتانیوم 3 درصد جرمی و کیتوسان 10 درصد حجمی باعث افزایش معنادار نتایج مربوط به استحکام باند برشی و بهبود چسبندگی آن به سطح عاجی دندان میشود. هرچند مطالعات بیشتری برای بررسی سایر خواص مکانیکی و همچنین تعمیم این نتایج به محیط بالینی مورد نیاز است.

تشکر و قدردانی

این مقاله حاصل پایان نامه دوره دکتری عمومی مصوب معاونت پژوهشی دانشکده دندانپزشکی دانشگاه علوم پزشکی تهران به شماره 6472 میباشد.

مراجع

1.       Sidhu SK, Nicholson JW. A review of glass-ionomer cements for clinical dentistry. J Funct Biomater 2016; 7(3):16.
2.       Boyd D, Towler MR. The processing, mechanical properties and bioactivity of zinc based glass ionomer cements. J Mater Sci Mater Med 2005; 16(9):843-50.
3.       Osinaga PW, Grande RH, Ballester RY, Simionato MR, Rodrigues CR, Muench A. Zinc sulfate addition to glass-ionomer-based cements: influence on physical and antibacterial properties, zinc and fluoride release. Dent Mater 2003; 19(3):212-7.
4.       Pamir T, Sen BH, Celik A. Mechanical and fluoride release properties of titanium tetrafluoride-added glass-ionomer cement. Dent Mater J 2005; 24(1):98-103.
5.       Gu Y, Yap A, Cheang P, Koh Y, Khor K. Development of zirconia-glass ionomer cement composites. J Non-Crystalline Solids 2005; 351(6-7):508-14.
6.       Choudhary K, Nandlal B. Comparative evaluation of shear bond strength of nano-hydroxyapatite incorporated glass ionomer cement and conventional glass ionomer cement on dense synthetic hydroxyapatite disk: an in vitro study. Indian J Dent Res 2015; 26(2):170.
7.       Garcia-Contreras R, Scougall-Vilchis RJ, Contreras-Bulnes R, Sakagami H, Morales-Luckie RA, Nakajima H. Mechanical, antibacterial and bond strength properties of nano-titanium-enriched glass ionomer cement. J Appl Oral Sci 2015; 23(3):321-8.
8.       Moshaverinia A, Ansari S, Moshaverinia M, Roohpour N, Darr JA, Rehman I. Effects of incorporation of hydroxyapatite and fluoroapatite nanobioceramics into conventional glass ionomer cements (GIC). Acta Biomater 2008; 4(2):432-40.
9.       Yli-Urpo H, Lassila LV, Närhi T, Vallittu PK. Compressive strength and surface characterization of glass ionomer cements modified by particles of bioactive glass. Dent Mater 2005; 21(3):201-9.
10.    Azama TY, Yinga QX, Rahmana IA, Masudia SM, Luddin N, Rashidb RA. Effects of incorporating wollastonite and mine-silica by-product to the hardness of glass ionomer cement (GIC). Arch Orofacial Sci 2013; 8(2):54-9.
11.    Elsaka SE, Hamouda IM, Swain MV. Titanium dioxide nanoparticles addition to a conventional glass-ionomer restorative: influence on physical and antibacterial properties. J Dent 2011; 39(9):589-98.
12.    Ibrahim MA, Neo J, Esguerra RJ, Fawzy AS. Characterization of antibacterial and adhesion properties of chitosan-modified glass ionomer cement. J Biomater Appl 2015; 30(4):409-19.
13.    Kumar RS, Ravikumar N, Kavitha S, Mahalaxmi S, Jayasree R, Kumar TS, et al. Nanochitosan modified glass ionomer cement with enhanced mechanical properties and fluoride release. Int J Biol Macromol 2017; 104(Pt B):1860-5.
14.    Ibrahim MA, Meera Priyadarshini B, Neo J, Fawzy AS. Characterization of chitosan/TiO2 nano‐powder modified glass‐ionomer cement for restorative dental applications. J Esthet Restor Dent 2017; 29(2):146-56.
15.    Bishara SE, Gordan VV, VonWald L, Jakobsen JR. Shear bond strength of composite, glass ionomer, and acidic primer adhesive systems. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1999; 115(1):24-8.
16.    Debnath A, Kesavappa SB, Singh GP, Eshwar S, Jain V, Swamy M, et al. Comparative evaluation of antibacterial and adhesive properties of chitosan modified glass ionomer cement and conventional glass ionomer cement: an in vitro study. J Clin Diagn Res 2017; 11(3):ZC75-8.
17.    Abraham D, Thomas AM, Chopra S, Koshy S. A comparative evaluation of microleakage of glass ionomer cement and chitosan-modified glass ionomer cement: an in vitro study. Int J Clin Pediatr Dent 2014; 7(1):6-10.
18.    Karthick A, Kavitha M, Loganathan S, Malarvizhi D. Evaluation of microshear bond strength of chitosan modified GIC. World J Med Sci 2014; 10(2):169-73.
19.    Fukuda R, Yoshida Y, Nakayama Y, Okazaki M, Inoue S, Sano H, et al. Bonding efficacy of polyalkenoic acids to hydroxyapatite, enamel and dentin. Biomaterials 2003; 24(11):1861-7.
20.    Petri DF, Donegá J, Benassi AM, Bocangel JA. Preliminary study on chitosan modified glass ionomer restoratives. Dent Mater 2007; 23(8):1004-10.

آمار

تعداد مشاهده مقاله: 1,338

تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 711

سامانه مدیریت نشریات علمی دانشگاه علوم پزشکی مشهد

بررسی تأثیر افزودن کیتوسان و نانوذرات دی اکسید تیتانیوم بر استحکام باند برشی گلاس آینومر ترمیمی