مقدمه

از آنجا که تقاضا جهت رستوریشن­های بدون فلز روز به روز فزونی می­یابد⁽¹⁾، استفاده از انواع سرامیک­ها به لحاظ تأمین زیبایی مطلوب، گسترش قابل توجهی پیدا کرده است. سرامیک­ها توانایی بازسازی زیبایی و نمای زنده دندان­های طبیعی را دارا هستند و با وجود استحکام در مقابل فشار، به صورت ذاتی شکننده بوده و در برابر استرس­های کششی و چرخشی ضعیف می­باشند.⁽²⁾ روکش­های تمام سرامیکی مزایایی از قبیل انتقال نور، سازگاری بافتی، مقاومت به اسید و پلاک، ماهیت خنثی و همچنین عدم خوردگی، عدم نمایش لبه­های تیره مارجین‏ها و عدم حساسیت دمایی را دارا می­باشند.^(4و3) همچنین از لحاظ رنگ، بافت سطحی و شفافیت (Translucency) با دندان­های طبیعی مطابق بوده و در صورتی که به خوبی ساخته شوند، به لحاظ ظاهری از دندان‏های طبیعی دست نخورده، غیرقابل تشخیص خواهند بود.⁽⁵⁾

همان­گونه که اشاره شد، سرامیک­ها دارای طبیعتی شکننده می‏باشند که البته این مشکل با تأمین ساپورت از یک ماده زیرساخت، قابل حل است. این ماده می­تواند فلز، سرامیک نازیبای با استحکام بالا و یا زیرساخت­ها باشد.⁽⁶⁾ مواد و روش­های ساخت متعددی جهت به کارگیری مواد تمام سرامیک طی دهه گذشته معرفی شده است. متداول­ترین این سیستم­ها را می­توان بر اساس روش به عمل آوردن لابراتواری (Processing) به Pressable، Slip-Casting، Milling یا Sintering⁽⁷⁾ و بر اساس ترکیب شیمیایی به فلدسپار (لوسیت بالا و لوسیت پایین)، گلاس سرامیک (دی سیلیکات لیتیوم و میکا) و کور تقویت شده (آلومینا، منیزیا و زیرکونیا) تقسیم­بندی نمود.⁽⁸⁾ خصوصیات مکانیکی سرامیک­های آلومینا و زیرکونیا با کارآیی بالا، این مواد را گزینه­های مناسبی جهت استفاده به عنوان رستوریشن تمام سرامیکی در نواحی خلفی مطرح کرده است.⁽³⁾

In-Ceram Alumina (کارخانه Vita) نوعی سرامیک تقویت شده با آلومینا می­باشد که از اوایل دهه 90، به عنوان ماده کور برای روکش­ها و بریج­های سه واحدی قدامی به کار می­رود.⁽⁹⁾ اکسید آلومینیوم (یا کوراندوم Corundum) دارای خواصی از قبیل مقاومت به دمای بالا، مقاومت به سایش، عایق الکتریکی و رسانای حرارتی، مقاومت به خوردگی و سازگاری بافتی بوده و در ساخت ابزارهای متعددی همچون توربین­های گازی، وسایل برش و سایش، مدارهای الکتریکی، ابزارهای مهندسی و ایمپلنت­های دندانی به کار می­رود. موارد تجویز این سیستم محدود به روکش­های تکی قدامی و خلفی و بریج‏های سه واحدی قدامی بوده و نتایج کلینیکی موفقیت‏آمیزی از کاربرد آن تا 15 سال گزارش شده است. واضح است که نیاز به یک سیستم تمام سرامیکی قابل اطمینان جهت استفاده در نواحی خلفی احساس می­شود. برای به دست آوردن ماده­ای با مقاومت بالاتر به شکست، سرامیک Turkom-cera معرفی شده است که از یک روش معمولی و ساده جهت ساخت رستوریشن­های تکی، بریج‏های قدامی و خلفی و حتی بازسازی­های کامل فک نیز بهره می­برد. کوپینگ سرامیکی سرامیکی این سیستم از اکسید آلومینیوم خالص (98/99%) تشکیل شده که با اکثر انواع پرسلن­های موجود، قابل ونیر شدن می­باشد.

نیروی متوسط جویدن بین 11 تا 150 نیوتن گزارش شده است و حداکثر نیرو برابر با N200 در ناحیه قدامی، N350 در ناحیه خلفی و N1000 در افراد دارای عادات پارافانکشن بوده است.⁽¹⁰⁾ یک ترمیم دندانی به طور معمول با نیروهای جویدن بیش از N200 مواجه می­شود که در هنگام دندان قروچه و فشردن دندان‏ها به هم، این میزان به N1221 هم می­رسد، اما نیروهای معمولی که پروتزهای ثابت با آن مواجه هستند، بین 150 تا N 665 می­باشد.⁽¹¹⁾ بنابراین رستوریشن­های نواحی خلفی می‏بایست توان مقابله با این نیروها را دارا باشند و بررسی خصوصیات مکانیکی مواد کور سرامیکی از اهمیت بسزایی برخوردار می­باشد. دو سیستم مورد بررسی در این مطالعه (یعنی In-Ceram و Turkom-Cera) روش­های ساخت متفاوت دارند، اما هر دو از کورهای High alumina ساخته شده­اند که از طریق Crystal hardenning و یا Glass infiltration تقویت خواهند شد.  برخلاف In-Ceram که تهیه کوپینگ‏های آن مستلزم صرف وقت زیاد و مراحل پیچیده و حساس لابراتواری می باشد، Turkom-Cera به سادگی و در کمترین زمان ممکن با هزینه‏های اولیه پایین‏تر ساخته می‏شود و بنابراین در صورت حصول نتایج مطلوب، می‏توان کاربرد گسترده‏تر و مطمئن‏تر این سیستم جدید را توصیه نمود. اما به هر حال کورهای آلومینا اپک بوده و نیازمند پوشش پرسلنی برای پوشاندن کور و همچنین فراهم ساختن کانتورهای موردنظر می‏باشند.⁽¹²⁾

در این مطالعه با در نظر گرفتن تنها یک متغیر و استاندارد نمودن سایر متغیرهای مؤثر بر مقاومت به شکست، به بررسی مقایسه­ای مقاومت به شکست کوپینگ­های سرامیکی ساخته شده توسط سیستم Turkom-Cera و سیستم In-Ceram Alumina در شرایط کاملاً مشابه و استاندارد پرداخته شده است.

مواد و روش ها

در این مطالعه مداخله‏ای، 40 نمونه دای برنجی⁽¹³⁾ با ابعادی که در تصویر 1 مشخص شده است⁽¹⁴⁾، توسط ماشین هوشمند تراش CNC با مارجین چمفر عمیق 1 میلی‏متری ساخته ­شد. دای­ها به دو گروه 20تایی تقسیم ­شد. بر روی یک گروه، کوپینگ­های Turkom Cera و بر روی گروه دیگر، کوپینگ­های In-Ceram Alumina قرار گرفت.

تصویر 1 : طرح و اندازه نمونه دای برنجی مورد استفاده در این مطالعه

برای ساخت کوپینگ­های Turkom-Cera، از دای­های برنجی به وسیله مواد قالبگیری سیلیکونی تراکمی (اسپیدکس Coltene Swiss) قالبگیری شد و دای­های گچی توسط استون تایپ IV ول میکس (ساخت شرکت GC Fujirock EP-Belgium) تهیه گردید. مطابق دستورالعمل کارخانه سازنده، جهت ساخت کوپینگ­های Turkom-Cera، دای­های گچی گروه اول با یک فویل پلاستیکی قرمز با ضخامتmm 1/0 پوشانده شد و در ژل آلومینای مخصوص فرو برده ­شد. پس از خشک کردن ژل آلومینا، کوپینگ با فویل پلاستیکی قرمز از دای گچی برداشته شد و در کوره (Programat P300 Ivoclar-Vivadent) به مدت 5 دقیقه در دمای C°1150 پخته شد. کوپینگ سینتر شده با پودر کریستال Turkom-cera سخت شد. به این ترتیب که پودر کریستال Turkom-Cera با آب مخلوط شد و بر روی کوپینگ سینتر شده قرار گرفت و در کوره مشابه به مدت 30 دقیقه در دمای C°1150 حرارت داده شد. کریستال­های اضافه توسط میکروموتور لابراتواری NSK-Ultimate 500, Kanuma, Japan با فرز لابراتواری الماس خشن با سرعت پایین برداشته شد و کوپینگ­های مورد نظر با ضخامت mm 6/0 آماده سازی شدند (تصویر 2).⁽¹⁵⁾

تصویر 2 : مراحل آماده سازی کوپینگ‏های Turkom-cera

برای گروه دوم که شامل 20 نمونه کوپینگ سرامیکی In-Ceram Alumina بود، توسط مواد قالبگیری سیلیکون تراکمی مشابه گروه قبل، از دای­های برنجی قالبگیری شد و توسط استون مشابه گروه اول، دای­های گچی تهیه شد. مطابق دستورالعمل کارخانه سازنده، Vita In-Ceram interspace varnish بر روی دای­های گچی قرار گرفت. سپس دای­های گچی مطابق دستورالعمل کارخانه سازنده دوپلیکیت شدند و توسط پلاستر مخصوص سیستم ریخته ­شدند. سپس نمونه‏ها در قسمت Base کاملاً صاف شده و با چسب قطره­ای به تری مخصوص پخت متصل شدند و پس از ایجاد طرح دلخواه و ضخامت مطلوب mm6/0، در کوره Vita In-Ceramat مطابق دستور کارخانه سازنده پخته شدند. وارنیش Interspace از روی دای­های گچی اصلی برداشته شد و تطابق کوپینگ­ها با دای­های اصلی چک شد. سپس محلول رقیقی از گلاس فقط بر سطوح خارجی قرار داده شد (که در ناحیه­ مارجین نباید قرار می‏گرفت) و مجدداً کوپینگ­ها پخته شدند. طی این مرحله (Glass Infiltration)، دما تا C°1120 بالا برده شد. گلاس اضافه توسط وسیله الماسی خشن برداشته شده و پس از سندبلاست در دمای C°1000 پخته شد و مجدداً سندبلاست گردید. پخت دوم، تحت عنوان Glass control firing می­بایست حداقل دو بار انجام شود و آخرین پخت قبل از گذاشتن ونیر پرسلنی نیز، می­بایست پخت Glass control باشد. پس از بررسی نشست و تطابق مارجین‏ها و ضخامت مطلوب mm 6/0 کوپینگ­های In-Ceram Alumina برای ادامه کار آماده شدند.

نمونه‏های با تطابق ضعیف یا مارجین‏های باز و ضخامت‏های بیشتر یا کمتر از 6/0 میلی متر از مطالعه کنار گذاشته شدند و ادامه کار بر روی کوپینگ‏های با تطابق مطلوب و ضخامت یکنواخت انجام گرفت. کوپینگ­ها توسط سمان GC plus (سمان گلاس آینومر رزینی ساخت کارخانه GC) به دای­های برنجی متصل شدند. اضافات سمان برداشته شد. جهت اطمینان از نشست کامل، کوپینگ­ها به مدت 10 دقیقه تحت بارگذاری 5 کیلوگرمی قرار گرفتند. کوپینگ­های سمان شده بر روی دای­های مخصوص خود، به مدت یک هفته در رطوبت 100% نگهداری شدند.⁽¹⁶⁾ سپس نمونه­ها به صورت دقیق جهت وجود شکستگی­های احتمالی بررسی شده و در صورت سالم بودن، برای انجام تست Load to fracture در گیره مخصوص دستگاه Universal testing machine zwick 20 قرار گرفته و ثابت شدند. نیرو با سرعت 5/0 mm/min 18 در راستای محور عمودی دای برنجی بر وسط سطح اکلوزال کوپینگ‏ها وارد شد و نیروی وارده در زمان شکست هر نمونه توسط دستگاه ثبت ­گردید.

داده­های هر نمونه جمع­آوری شد و برای آنالیز آماری وارد برنامه SPSS شد و توسط t-test آزمون شد.

یافته ها

مطابق جدول 1 میانگین نیروی لازم برای شکستن کوپینگ‏های Turkom-Cera برابر با 484±1273 نیوتن و برای کوپینگ‏های In-Ceram Alumina برابر با 3/218±1079 نیوتن بود. بیشترین و کمترین نیروی ثبت شده برای گروه اول به ترتیب 2490 نیوتن و 530 نیوتن بود، در حالی که این اعداد برای گروه دوم به ترتیب برابر با 1490 نیوتن و 714 نیوتن بود. اما بر اساس آزمون
t-student تفاوت معنی‏داری بین دو گروه یافت نشد (105/0P-value=).

نمودار 1، نمودار نیرو را برای دو گروه مطالعه در کنار یکدیگر نشان می‏دهد:

جدول 1 : میانگین و انحراف معیار مقاومت به شکست بر حسب نیوتن در دو گروه

نمودار 1 : نمودار توزیع مقاومت به شکست نمونه‏ها بر حسب نیوتن

بحث

روش استاندارد خاصی برای سنجش استحکام فشاری روکش‏های سرامیکی وجود ندارد و عوامل متعددی از قبیل طرح تراش، جنس سرامیک، ضخامت روکش، روش چسباندن، چرخه Preload، و چرخه‏های حرارتی همگی می‏توانند بر نتیجه به دست آمده تاثیرگذار باشند.⁽¹⁷⁾ مطالعات متعددی از دای‏های فلزی یا رزینی برای ساپورت روکش‏ها در بررسی‏های خود استفاده کرده‏اند که مزایایی از قبیل یکنواختی فیزیکی مواد و استاندارد شدن آماده‏سازی‏ها نسبت به استفاده از دندان‏های طبیعی را دارا می‏باشد.⁽¹⁸⁾ در مطالعه Chai و همکاران⁽¹⁹⁾ بر روی استحکام روکش‏های سرامیکی با استفاده از دای‏های رزینی، حدود نیمی از نمونه‏ها دچار شکست در محل دای شده بودند؛ لذا در مطالعه حاضر از دای‏های برنجی استفاده شد و هیچ کدام از دای‏ها در طی آزمایش، آسیبی ندیدند. البته استفاده از این دای‏ها هم به معنی شبیه‏سازی کامل شرایط دهانی نمی‏باشد. چرا که ضریب الاستیک عاج پایین‏تر از فلز برنج بوده و در نتیجه استرس‏های برشی در سطح داخلی روکش‏ها کمتر از شرایط کلینیکی می‏باشد.⁽²⁰⁾ همچنین بر اساس یافته Scherrer⁽²¹⁾ استفاده از دای‏هایی با ضریب الاستیک بالاتر، نیروی بیشتری برای شکستن سرامیک‏ها می‏طلبد؛ از سوی دیگر در این شرایط، واکنش‏های فیزیکی شیمیایی محتمل میان عاج دندان و ماده چسباننده قابل بررسی نمی‏باشد.⁽²²⁾ فاکتورهای متعددی از قبیل زیرساختاری ماده سرامیکی، طراحی تراش، ضخامت کوپینگ، جهت و محل نیروی اعمال شده، روش‏های چسباندن، و همچنین شرایط نگهداری پیش از وارد آوردن نیروی منجر به شکست، همگی بر نتایج مقاومت به شکست روکش­های سرامیکی تأثیر می‏گذارند.^(24و23) یافته‏های این مطالعه با نتایج بررسی
Al-Makramani و همکاران⁽¹⁵⁾ مطابقت دارد که در آن تفاوت معنی‏داری بین مقاومت به شکست کوپینگ‏های Turkom-Cera و In-Ceram Alumina یافت نشد، هرچند که میانگین نتایج آن مطالعه (2184 و 2042 نیوتن برای Turkom-Cera و In-Ceram Alumina) از یافته‏های این بررسی (به ترتیب 1273و 1079 نیوتن) بسیار بالاتر بود. این تفاوت می‏تواند به دلیل استفاده از سمان رزینی ادهزیو در آن مطالعه در مقایسه با سمان گلاس در بررسی حاضر باشد. همچنین در مطالعه دیگری⁽²⁵⁾، مقاومت به شکست Turkom-Cera برابر 126±4/1294 نیوتن به دست آمد که به نتیجه این بررسی (1273 نیوتن) بسیار نزدیک است. Al-Wahadny و همکاران مقاومت به شکست In-Ceram Alumina را با IPS Empress-2 با استفاده از دو نوع سمان گلاس و سمان رزینی بررسی کردند.⁽²⁶⁾ در این مطالعه نیرو با سرعت mm/min 10 به نمونه‏ها وارد شد که 20 برابر مطالعه حاضر می‏باشد. نتایج حاصل برای In-Ceram Alumina با سمان گلاس، 390 نیوتن بود. با وجود این که استفاده از سمان رزینی به جای گلاس باعث افزایش مقاومت به شکست شده بود، اما این افزایش از نظر آماری معنی‏دار نبود. همچنین In-Ceram Alumina به طور معنی‏داری مقاومت به شکست بالاتری را نسبت به IPS Empress-2 نشان می‏داد. نیروی ثبت شده در این بررسی برای In-Ceram Alumina با سمان گلاس (390 نیوتن) در مقایسه با مطالعه حاضر، یعنی 1079 نیوتن، اختلاف قابل ملاحظه‏ای دارد. با توجه به یکی بودن نوع سمان در هر دو مطالعه، این اختلاف می‏تواند به دلیل اختلاف در شرایط نگهداری (ترموسایکلینگ، بارگذاری سایکلیک)، سرعت وارد کردن نیرو، جنس دای و ضخامت نمونه‏ها باشد. همچنین Borges و همکاران⁽²⁷⁾ در مطالعه‏ای به بررسی اثر محیط و همچنین نوع سمان بر روی مقاومت به شکست روکش‏های سرامیکی پرداختند. برای این منظور از سرامیک‏های تقویت شده با آلومینا، گلاس سرامیک حاوی لیتیم دی سیلیکات و سرامیک تقویت شده با لوسیت به همراه سمان گلاس Resin-modified و سمان رزینی استفاده شد. در این پژوهش سمان رزینی به طور معنی‏داری باعث بالا رفتن مقاومت به شکست شده بود. همچنین Cyclic loading در محیط مرطوب باعث پایین آمدن مقاومت به شکست تمامی نمونه‏ها شده بود.

از دیگر محدودیت‏های این مطالعه، عدم امکان استفاده از بزاق طبیعی بود که با دارا بودن ترکیبات مختلف آلی و معدنی، می‏تواند بر نتایج بررسی‏ها تاثیرگذار باشد. با وجود مقاومت بالای گزارش شده برای سرامیک‏های آلومینا، این مواد به مرور زمان مستعد Fatigue failure هستند که در اثر چرخه‏های متعدد حرارتی و فشاری ایجاد می شود.^(31و30) بنابراین بررسی تاثیر این موارد و برطرف کردن محدودیت‏های موجود، و همچنین استفاده از زوش‏هایی از قبیل Finite element analysis (FEA) برای بررسی رفتار فیزیکی سرامیک‏ها در مطالعات بعدی پیشنهاد می‏شود.

با وجود این که تفاوت معنی‏دار آماری بین نیروی لازم برای شکست در دو گروه مورد بررسی یافت نشد، اما رفتار این دو گروه در هنگام شکست با یکدیگر متفاوت بود. همان طور که در نمودارهای زیر مشاهده می‏شود، منحنی نیرو برای نمونه‏های گروه اول در هنگام شکست، تنوع بیشتری را نسبت به گروه دوم از خود نشان می‏دهد.

                   گروه دوم In-Ceram Alumina                                     گروه اول Turkom-Cera

نمودار 2 : مقایسه دو گروه مطالعه با استفاده از نمودار توزیع نیرو و تغییر شکل