تاثیر نوشیدنی های رایج در کودکان بر روی ثبات رنگ کامپوزیت های میکروهیبرید و نانوهیبرید

بحث

ثبات رنگ طولانی مدت مواد ترمیمی همرنگ دندان نه تنها از جنبه زیبایی، بلکه از لحاظ کاهش هزینه‏های اضافی درمان که مربوط به تعویض مکرر ترمیم دندان‏ها است، حائز اهمیت می‏باشد. در دندانپزشکی کودکان علاوه بر موارد فوق، ثبات رنگ مواد ترمیمی به دلیل کاهش تعداد جلسات درمانی که برای تعویض ترمیم مورد نیاز بوده و ممکن است منجر به مشکلات کنترل رفتاری و افزایش اضطراب دندانپزشکی در کودکان شود، از اهمیت خاص و ویژه‏ای برخوردار است.

کامپوزیت‏ها، دارای خواص ویژه‏ای از جمله زیبایی، توانایی اتصال به بافت دندان، افزایش استحکام بافت‏های باقیمانده دندان، عایق حرارتی مناسب هستند و به همین دلیل نسبت به سایر مواد ترمیمی در اولویت اول انتخاب می‏باشند. البته کامپوزیت‏ها دارای معایبی مانند انقباض ناشی از پلی‏مریزاسیون، سایش و از دست رفتن سطح ماده در اثر تماس، حلالیت در طول زمان در مایعات دهانی و تغییر رنگ تحت شرایط رنگی مختلف هستند که این خصوصیات می‏تواند دوام کلینیکی آنها را تحت تأثیر قرار دهد.⁽³⁾

از عوامل مؤثر در تغییر رنگ کامپوزیت‏ها می‏توان به جذب آب، خواص سطحی، سایش، ساختار پلی‏مریک و فیلری آن، میزان پلی‏مریزاسیون و ... اشاره نمود. از آن جا که مصرف انواع آب میوه‏ها، نوشابه و سایر محلول‏های رنگی در کودکان امری رایج می‏باشد و از طرفی بسیاری از کودکان به دلیل پوسیدگی و یا ترومای وارده به دندان‏های قدامی دارای ترمیم‏های کامپوزیتی هستند، لذا این تحقیق به تغییر رنگ ناشی از جذب آب در محیط‏های رنگی مختلف اختصاص داده شده است. به علاوه در این تحقیق دو نوع کامپوزیت مختلف، از نظر سایز و محتوای فیلری، مورد بررسی قرار گرفته است.

در این مطالعه سعی گردید تا عوامل مختلف دیگری که می‏تواند رنگ‏پذیری نمونه‏ها را طی فرآیند پلی‏مریزاسیون، پرداخت و در طول مدت نگهداری متاثر سازد، به حداقل رسانده شود. یکی از مشکلاتی که در زمان کاربرد کامپوزیت‏ها ممکن است با آن مواجه گردیم عدم پلی‏مریزاسیون کامل آن‏ها است که علت آن شدت نور ناکافی و مدّت زمان ناکافی تابش نور می‏باشد. کامپوزیت‏هایی که کامل پلی‏مریزه نشده‏اند، جذب آب و حلالیت بیشتری داشته که این امر در کلینیک به صورت عدم ثبات رنگی زودرس آشکار می‏شود.⁽³⁾ در تحقیق حاضر زمان پلی‏مریزاسیون در تمامی نمونه‏ها یکسان و کافی بود. همچنین در ابتدای تحقیق شدت نور دستگاه لایت کیور اندازه گیری شد و پس از تهیه هر 10 نمونه نیز مجدداً کالیبره گردید.

از طرفی زمانی که سطح کامپوزیت در مقابل نوار سلولوئیدی شفاف کیور شود و متعاقب آن پرداخت انجام نگیرد، یک سطح غنی از رزین شکل می‏گیرد که به علت خواص فیزیکی پایین، لایه سطحی دچار تغییر رنگ بیشتری نسبت به سطوح پرداخت شده می‏گردد؛ لیکن یک سطح پرداخت شده سبب ایجاد یک سطح غنی از فیلر گشته که احتمالاً مقادیر نوپ‏هاردنس بالاتری داشته و کمتر مستعد حلالیت شیمیایی است.^(11و10) بنابراین در تحقیق حاضر برای اجتناب از وارد شدن چنین متغیرهایی و این که ترمیم‏ها معمولاً در شرایط کلینیکی تحت عملیات اتمام و پرداخت قرار می‏گیرند، تمامی نمونه‏ها توسط یک تکنسین ماهر و با روش پرداخت استاندارد شده‏ای به طور یکسان پرداخت گردید.

هنگام مجاورت کامپوزیت با مایعات، قسمت اعظم جذب آب توسط ماتریکس پلی‏مری آلی در 4 روز اول و بیشترین میزان جذب آب در طی هفته اول رخ می‏دهد.⁽³⁾ این امر باعث انحلال رزین، سایش و تغییر رنگ شده و میزان کارآیی و بهره وری ماده ترمیمی کاهش می‏یابد.⁽¹²⁾ از طرف دیگر هر چه محتوای فیلری ماده کمتر باشد، نسبت ماتریکس پلی‏مری افزایش یافته، جذب آب بیشتری صورت می‏گیرد. همچنین هر چه ذرات فیلر موجود در کامپوزیت ریزتر باشد، نسبت حجمی ماتریکس پلی‏مری افزایش یافته و جذب آب بیشتری رخ می‏دهد و در نهایت پتانسیل تغییر رنگ و در نتیجه جذب سطحی مایعات افزایش می‏یابد.

در واقع تغییر رنگ داخلی کامپوزیت‏ها می‏تواند به علت تغییر رنگ در ساختار ماتریکس پلی‏مری به تنهایی (اکسیداسیون یا هیدرولیز آن) و یا تغییر در اینترفیس ماتریکس و فیلر باشد.^(14و13) محل اتصال رزین- فیلر یکی از ضعیف‏ترین نقاط ماده کامپوزیت است که حساسیت بالایی به جذب آب دارد. جذب آب در این ناحیه می‏تواند منجر به ترک‏های ریز در درزهای حدفاصل فیلر- ماتریکس شود که مسیرهایی برای نفوذ رنگ‏ها می‏باشند. بنابراین کیفیت و ثبات سایلن نیز در به حداقل رساندن تخریب باند بین فیلر و پلی‏مر و مقدار جذب آب دارای اهمیت است.^(15و7) تغییر رنگ خارجی کامپوزیت‏ها نیز می‏تواند به دنبال جذب سطحی و یا عمقی رنگدانه‏ها به علت آلودگی با منابع رنگی خارجی اتفاق بیفتد.⁽¹⁶⁾ بدین ترتیب کامپوزیت‏ها از جمله موادی هستند که به دلیل واکنش‏ها و مکانیسم‏های داخلی و نیز آلودگی‏های خارجی مستعد تغییر رنگ داخلی یا خارجی می‏باشند.⁽¹⁶⁾ در تحقیقات بسیاری رنگ‏پذیری کامپوزیت‏ها از نوشیدنی‏های با مصرف رایج در بالغین نظیر چای، قهوه، کولا، شراب و ... ذکر شده است.^(18و17)

از آن جا که رنگ، یک پدیده فیزیکی روانی است که هم بین افراد مختلف و هم در یک فرد در زمان‏های مختلف تفاوت می‏کند و اندازه‏گیری با وسیله دقیق، خطاهای سابژکتیو ارزیابی رنگ را دفع می‏کند، در این مطالعه اندازه‏گیری رنگ با استفاده از یک اسپکتروفوتومتر انعکاسی انجام شد که دقت آن در مطالعات مختلف تأیید شده است.^(20و19و7) هم چنین از سیستم رنگی CIE Lab برای بیان رنگ و تغییرات رنگ نسبی تمام نمونه‏ها استفاده شد.⁽¹⁷⁾ داده‏های بدست آمده از دستگاه اسپکتروفوتومتر، شاخص‏های L*, a*, b* بودند که در تحقیق حاضر میزان تغییر رنگ حاصل از این سه شاخص (ΔE) که در واقع همان تغییر رنگ کلی نمونه‏ها در یک دوره زمانی غوطه‏ور‏سازی است، محاسبه گردید.

در مطالعات زیادی مقادیر 3/3<ΔE از نظر کلینیکی غیر قابل قبول و محسوس در نظر گرفته می‏شود.^(22-19) در واقع در این مطالعات عدد 3/3 حد فوقانی قابل قبول در ارزیابی‏های بصری رنگ در دندانپزشکی در نظر گرفته شده است. البته Seghi و همکاران⁽²³⁾ بیان داشتند که اگر ΔE بیشتر از 2 باشد، در صددرصد موارد از نظر بصری قابل تشخیص است. در تحقیق حاضر از نوشیدنی‏های رنگی رایج مورد استفاده توسط کودکان یعنی شیرکاکائو (طیف قهوه‏ای)، آب انگور قرمز (طیف آبی و بنفش)، آب پرتقال و نوشابه زرد فانتا (طیف نارنجی و زرد) و آب مقطر (کنترل) استفاده گردید و به دلیل آن که بیشترین میزان جذب آب در طی هفت تا 10 روز اوّل اتفاق می‏افتد، دوره زمانی تعیین رنگ نمونه‏ها 10 روز پس از قرارگیری آنها در محلول‏های فوق تعیین گردید.⁽¹⁶⁾ هر دو نوع کامپوزیت مورد مطالعه، در محلول‏های شیرکاکائو و آب انگور قرمز تغییر رنگ غیر قابل قبول (3/3<ΔE و در یک مورد 053/2=ΔE) داشتند که از لحاظ بصری محسوس بود. تغییر رنگ کامپوزیت در این محلول‏ها همان طور که قبلاً ذکر گردید می‏تواند به دلیل تغییر رنگ داخلی کامپوزیت، (تغییر در ساختار ماتریکس پلی‏مری و یا تغییر در اینترفیس ماتریکس- رزین) و نیز به سبب تغییر رنگ خارجی کامپوزیت به دنبال جذب سطحی باشد. Ertas و همکاران⁽²⁴⁾ نیز اظهار کرد که خواص فیزیکی- شیمیایی مونومرها در ماتریکس رزینی، جذب سطحی مواد غذایی رنگی را تحت تأثیر قرار می‏دهد. در واقع آغازگرها و مونومرهای واکنش نکرده، دارای گروه‏های هیدروفیلیکی بوده که برداشت مولکول‏های هیدروفیل موادرنگی را تسهیل می‏کند.

در این تحقیق میزان رنگ‏پذیری کامپوزیت‏ها از آب انگور قرمز و شیرکاکائو چشمگیر و بیشتر از آب پرتقال و نوشابه فانتا بود. به علاوه میزان رنگ‏پذیری نمونه‏ها از شیرکاکائو به طور معنی‏داری کمتر از آب انگور بود. تفاوت در میزان رنگ‏پذیری کامپوزیت‏ها از محلول‏های رنگی فوق را می‏توان به تفاوت در ساختار فیزیکی و شیمیایی، هیو و نیز اندازه ذرات رنگریزه موجود در محلول‏های رنگی فوق و در نتیجه تفاوت در پتانسیل نفوذپذیری این رنگریزه‏ها به درون ماده دانست. به علاوه میزان رنگ‏پذیری هر دو کامپوزیت توسط نوشابه زرد فانتا و آب پرتقال، کم بود و تفاوت معنی‏داری بین این دو محلول رنگی وجود نداشت. علت می‏تواند وجود رنگریزه‏های تقریباً مشابه و هم‏اندازه در هر دو محلول باشد. رنگ (هیو) تقریباً مشابه این دو محلول می‏تواند تأییدی بر این امر باشد.

Tunc و همکاران⁽⁸⁾ همانند تحقیق حاضر تأثیر آب انگور قرمز (45/3=ΔE) را به مراتب بیشتر از شیرکاکائو (88/0=ΔE) ذکر کردند. علّت ΔE پایین شیرکاکائو در تحقیق فوق نسبت به تحقیق حاضر را می‏توان به تفاوت در مارک‏های تجاری به کار رفته و نیز تفاوت در مقدار و غلظت کاکائوی به کار رفته در ترکیب شیر، نسبت داد. Topcu⁽⁶⁾ و Kheraif⁽⁹⁾ نیز تغییر رنگ حاصل از آب انگور قرمز را بیشتر از سایر نوشیدنی‏های رنگی نظیر قهوه، کولا و ... ذکر کردند. همچنین در تحقیق Dinelli و همکاران⁽²⁵⁾ شراب قرمز و کولا هر دو باعث کاهش نسبی در میزان ترانسلوسنسی کامپوزیت‏ها گردید. وی علت این امر را وجود الکل در شراب و نیز کربنات و pH  پایین در کولا که نفوذپذیری رنگریزه را تسهیل می‏کند، ذکر کرد. در تحقیق حاضر pH شیرکاکائو برابر 7/6، pH  آب انگور برابر 2/3، pH آب پرتقال برابر 4/3 و pH نوشابه فانتا برابر 5/2 بود. هیچ ارتباط منطقی بین نتایج تحقیق و pH محلول‏های موجود مشاهده نگردید. مثلاً با وجود آنکه pH نوشابه فانتا از همه پایین‏تر و برابر 5/2 بود ولی میزان رنگ‏دهی آن از سایر محلول‏ها کمتر بود. همچنین با وجود pH برابر با 7/6 در شیرکاکائو، تغییر رنگ کامپوزیت‏ها در این محلول چشمگیر بود. Curtin و همکاران⁽¹⁷⁾ نیز تأثیر کولا را بر رنگ‏پذیری کامپوزیت‏های میکروهیبرید، نانوهیبرید و ساب میکرون ناچیز ذکر کرد. در تحقیق طباطبایی و همکاران⁽⁷⁾ نیز کولا با این که کمترین pH را داشت ولی به اندازه چای و قهوه تغییر رنگ ایجاد ننمود که با مطالعات دیگر همخوانی دارد.^(22و15و7) باقری⁽²⁶⁾ وAsmusen⁽²⁷⁾ نیز در مطالعه خود نشان دادند که pH محیط نگهداری اثر مختصری بر تغییر رنگ کامپوزیت‏ها دارد. با این وجود تحقیقات بیشتری در این زمینه لازم است.

در تحقیق حاضر، تفاوت آماری معنی‏داری بین دو نوع کامپوزیت میکروهیبرید (P4) و نانوهیبرید (HCU) از لحاظ میزان رنگ‏پذیری در محیط‏های رنگی مذکور وجود نداشت. با این حال رنگ‏پذیری در کامپوزیت HCU اندکی بیشتر دیده شد.

ماتریکس رزینی HCU حاوی Bis-GMA و TEGDMA است و ماتریکس رزینی P4 حاوی Bis–GMA، TEGDMA و Bis–EMA می‏باشد.
Bis–EMA یک نوع Bis–GMA Ethoxylated است که بسیار هیدروفوبیک بوده و هیچ گروه هیدروکسیل واکنش نکرده‏ای در زنجیره پلیمری اصلی خود ندارد و بنابراین باید جذب آب کمی داشته باشد.^(29و28و7) Schmitt و همکاران⁽¹⁾ نیز نشان داد که کامپوزیت‏های با پایه Bis–EMA در برابر اثرات مخرب مایعات غذایی بسیار مقاوم هستند. در تحقیق حاضر رنگ‏پذیری کمتر P4 نسبت به HCU را می‏توان به سبب وجود Bis–EMA در ساختمان ماتریکس رزینی آن دانست. به علاوه از آنجا که درصد فیلر موجود در هر دو کامپوزیت تقریباً یکسان می‏باشد⁽¹⁾، بنابراین شاید علّت دیگر رنگ‏پذیری بیشتر HCU را بتوان به ذرات فیلر ریزتر و در نتیجه اینترفیس بیشتر فیلر/ ماتریکس (که منجر به پتانسیل بالاتر تغییر رنگ داخلی کامپوزیت می‏گردد) نسبت داد. لازم به توضیح است که بسیاری از تحقیقات انجام شده نیز دال بر تغییر رنگ بیشتر کامپوزیت‏های نانوهیبرید نسبت به کامپوزیت‏های میکروهیبرید به دنبال رنگ‏پذیری می‏باشد.^(28و25و7) البته تحقیقاتی نیز وجود دارد که تفاوت قابل توجهی بین رنگ‏پذیری این دو نوع ماده مشاهده ننمودند.^(17و5) و یا حتی رنگ‏پذیری نانوهیبریدها را کمتر از میکروهیبریدها ذکر کردند.⁽⁶⁾ تفاوت در نتایج این تحقیقات را می‏توان به تفاوت در ساختار ترکیبی- تجاری این دو نوع کامپوزیت نظیر نوع مونومرهای موجود در ماتریکس Bis–GMA، UDMA، TEGDMA، Bis–EMA)، همچنین مقدار، اندازه، نوع و خصوصیات فیلری مختلف نظیر خوشه‏ای بودن یا نبودن آن‏ها، میزان سایلن به کار رفته و ... نسبت داد و به عنوان مثال مونومرهای با بیس UDMA به دلیل ویسکوزیته پایین‏تر و جذب آب کمتر، مستعد رنگ‏پذیری کمتر نسبت به سایر مونومرهای دی‏متاکریلات هستند^(32-30و6) و بالعکس مونومر TEGDMA و سایلن هر دو هیدروفیل بوده و باعث افزایش جذب آب توسط کامپوزیت می‏شوند.^(33و6)

در پایان قابل ذکر است حفره دهان محیطی کمپلکس بوده که عوامل متعددی در آن دخیل هستند. بزاق باعث رقیق شدن محلول‏های مصرفی شده و pH آنها را تغییر می‏دهد؛ به علاوه حاوی آنزیم‏ها و املاح متنوع تأثیرگذار می‏باشد. کامپوزیت‏ها در معرض طیف وسیعی از تغییرات حرارتی به دنبال مصرف غذاها و نوشیدنی‏های گرم و سرد هستند و گذشت زمان نیز خواص فیزیکی آنها را تغییر می‏دهد.⁽¹⁷⁾ این عوامل بر رنگ‏پذیری کلی کامپوزیت‏ها تأثیر می‏گذارند. در تحقیق حاضر از آنجا که هدف، بررسی تغییر رنگ دو نوع کامپوزیت در محیط‏های رنگی مختلف بود از محیط‏های بزاقی استفاده نگردید، و لیکن استفاده از آن در بررسی‏های آتی توصیه می‏شود.

نتیجه گیری

از آنجا که عوامل متعددی در محیط دهان نقش دارند و ساختار کامپوزیت‏ها نیز پیچیده می‏باشد، ارتباط دادن یافته‏های لابراتواری با رفتار کلینیکی هر ماده ترمیمی مشکل بوده و بنابراین برای یافتن ارتباط بین مطالعات کلینیکی و اندازه‏گیری‏های لابراتواری، ارزیابی‏های بیشتری پیشنهاد می‏شود. به علاوه نوشیدنی‏های رنگی با توجه به مارک‏های تجاری مختلف فرمولاسیون متفاوتی داشته و همین امر ممکن است نتایج حاصل از تحقیقات مختلف را متفاوت سازد. با توجه به نتایج مطالعه حاضر و سایر مطالعات انجام گرفته به نظر نمی‏رسد که نانوکامپوزیت‏های جدید مزیت چندانی در مقایسه با میکروهیبریدها در زمینه مقاومت به رنگ‏پذیری داشته باشند. به علاوه با توجه به نتایج حاصل، مصرف نوشیدنی‏های رنگی به ویژه آب انگور و شیرکاکائو در چند روز اوّل توصیه نمی‏شود.

تشکر و قدردانی

از همکاری و مساعدت مسوولین محترم آزمایشگاه تحقیقاتی علوم رنگ دانشکده نساجی دانشگاه صنعتی اصفهان و آزمایشگاه میکروبیولوژی دانشکده پرستاری دانشگاه آزاد اسلامی واحد خوراسگان کمال تشکر را داریم. از همکاری سرکار خانم دکتر هاله خلیلی در انجام این طرح سپاسگزاریم.