Charakterystyka porównawcza adhezji cementów kompozytowych klasycznego i wzbogaconego nanocząsteczkami dwutlenku krzemu stosowanych w protetyce stomatologicznej

Kamila Wróbel 1Karolina Mazurek 1Witold Walke 2Rafal Molak 3

1. Medical University of Warsaw, Dental Institute, Department of Prosthodontics, Nowogrodzka 59, Warszawa 02-006, Poland
2. Silesian University of Technology, Institute of Engineering Materials and Biomaterials, ul. Konarskiego 18a, Gliwice 44-100, Poland
3. Warsaw University of Technology, Faculty of Materials Science and Engineering (InMat), Wołoska 141, Warszawa 02-507, Poland

Abstract

Wstęp                                                                         

W protetyce stomatologicznej w coraz większym zakresie zastosowanie znajdują biomateriały. Do biomateriałów zaliczane są: ceramika, metal i ich stopy, szkło, polimery, materiały złożone. W dobie rozwoju nanotechnologii, wśród stosowanych materiałów spotyka się bionanomateriały, które znajdują coraz szersze zastosowanie i często zastępują materiały klasyczne. Jak podają producenci dodatek nanocząstek ma na celu polepszenie biokompatybilności, właściwości mechanicznych, biologicznych, chemicznych, elektrycznych, termicznych, optycznych i strukturalnych danego materiału. W protetyce stomatologicznej dostępne są obecnie masy wyciskowe z nanopolimerami silikonowymi, nanoceramika, np. tlenek cyrkonu, stopy metali  z nanopowłokami (np. warstwa NCD nanoszona na stop Cr-Co-Mo) czy cementy adhezyjne z nanocząsteczkami np. dwutlenku krzemu.

Cel pracy

Celem badań była ocena wytrzymałości połączenia adhezyjnego oraz własności mechanicznych cementów KoNroot Cem i Root Cem Viscous.

Materiał i metody

W badaniu wykorzystano usunięte zęby ludzkie przedtrzonowe i trzonowe. Zęby zatopiono częścią korzeniową w bloczkach z żywicy metakrylanowej. Część koronową zębów oszlifowano w grupie pierwszej w granicy szkliwa, w drugiej w obrębie zębiny. Do wypreparowanych powierzchni przyklejono krążki o średnicy 4mm i grubości 2mm wykonane z materiału ceramicznego e.max Press (Ivoclar Vivadent). Próbki osadzono za pomocą cementów KoNroot Cem i Rroot Cem Viscous (GDF GmbH) z cząsteczkami dwutlenku krzemu o średnicy 12 nm. Do polimeryzacji użyto lampy halogenowej Astralis 7 (Ivoclar Vivadent). Badanie przeprowadzono przy użyciu maszyny statycznej elektromechanicznej Q Test/10 firmy MTS w laboratorium wytrzymałości materiałów na Wydziale Inżynierii Materiałowej Politechniki Warszawskiej.

Drugie badanie przeprowadzono przy współpracy z Zakładem Inżynierii Materiałów Instytutu Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych Politechniki Śląskiej w Gliwicach. W badaniu wykorzystano cementy kompozytowe Root Cem Viscous (GDF GmbH), KoNroot Cem (GDF GmbH) z cząsteczkami ditlenku krzemu o średnicy 12 nm oraz usunięte zęby ludzkie, wolne od procesów próchnicowych. Zębinę przygotowano nadając różną chropowatość powierzchni wyrażoną parametrem Ra: 3,0; 2,5; 2,0; 1,5; 1,0 µm. Badania wykonano na przygotowanych uprzednio próbkach (ząb-cement-kompozyt). Ocenę adhezji kompozytu za pomocą cementów oceniano w oparciu o wytrzymałość na ścinanie. Siłę potrzebną do zerwania połączenia wyznaczono za pomocą technologicznej próby ścinania. Wytrzymałość na ścinanie oznaczono według wzoru:  

Wyznaczono również własności mechaniczne badanych cementów w próbie na ściskanie.

Wyniki

Tab. 1. Wartości naprężeń dla badanych cementów w połączeniu z ceramiką dentystyczną

Cement

KoNrootCem

RootCem Viscous

Powierzchnia zęba

Enamel

Dentin

Enamel

Dentin

Średnie wartości naprężenia [MPa]

Odchyl. stand.

Odchyl. stand.

Odchyl. stand.

Odchyl. stand.

21,9

8,2

9,5

3,8

18,9

5,2

5,22

2,6

 

Tab. 2. Wytrzymałość na ścinanie cementów w zależności od chropowatości powierzchni zębiny

Rodzaj cementu

Chropowatość powierzchni Ra, µm

3,0(40)

2,5(60)

2,0(80)

1,5(100)

1,0(120)

Wytrzymałość na ścinanie R1, MPa

Root Cem Viscous

22,75

21,54

21,28

24,15

31,51

KoNroot Cem

18,68

8,59

20,0

14,48

19,06

Tab. 3. Własności mechaniczne cementów wyznaczone w próbie na ściskanie

Cement

Własności mechaniczne

Rc0,01, MPa

Rc0,2, MPa

Rc, MPa

E, MPa

KoNroot Cem

113,8

134,6

172,2

1956

Root Cem Viscous

177,8

191,2

213,2

1889

Wnioski

1) W przypadku łączenia materiału ceramicznego z powierzchnią szkliwa czy zębiny zastosowanie cementu z nanocząsteczkami dwutlenku krzemu nie jest uzasadnione na podstawie przeprowadzonych badań.

2) W przypadku połączenia materiału złożonego z zębiną, w celu uzyskania lepszej adhezji korzystniejsze wydaje się zastosowanie cementu z nanocząsteczkami dwutlenku krzemu.

3) Cement kompozytowy z dodatkiem nanocząsteczek dwutlenku krzemu charakteryzuje się większą wytrzymałością na ściskanie.

4) Chropowatość powierzchni zębiny ma wpływ na adhezję cementu.

Legal notice
  • Legal notice:

    Copyright (c) Pielaszek Research, all rights reserved.
    The above materials, including auxiliary resources, are subject to Publisher's copyright and the Author(s) intellectual rights. Without limiting Author(s) rights under respective Copyright Transfer Agreement, no part of the above documents may be reproduced without the express written permission of Pielaszek Research, the Publisher. Express permission from the Author(s) is required to use the above materials for academic purposes, such as lectures or scientific presentations.
    In every case, proper references including Author(s) name(s) and URL of this webpage: http://science24.com/paper/24947 must be provided.

 

Related papers
  1. Structure and properties of copper after large strain deformation
  2. Mechanical properties of aluminium processed by equal channel angular pressing

Presentation: Oral at Nanotechnologia PL 2011, by Kamila Wróbel
See On-line Journal of Nanotechnologia PL 2011

Submitted: 2011-08-31 21:42
Revised:   2011-09-15 08:56
Google
 
Web science24.com
© 1998-2021 pielaszek research, all rights reserved Powered by the Conference Engine