مقاله کامل در مورد كامپوزيت هاي دنداني

كامپوزيت هاي دنداني :
كامپوزيت هاي مورد استفاده در دندانپزشكي ترميمي (كاموزيت دنداني) در اوايل دهه 60 ميلادي بوسيلةBowen به صورت تجاري معرفي شدند ]1-3[. از آن زمان در كامپوزيت هاي دنداني تحولات زيادي صورت پذيرفته تا خواص فيزيكي و مكانيكي آنها بهبود يابد . براي رفع مشكلاتي چون سايش كامپوزيت ]4-7[، جمع شدگي پس از پخت ]8-9[، جذب آب ]10[ تلاشهاي زيادي صورت پذيرفته است .
يك كامپوزيت دنداني از اجزاي گوناگوني تشكيل شده است . اين اجزاء شامل مونوسرهاي مختلف ، پركننده ، عوامل جفت كننده ، آغازگر ، شتاب دهنده‌. پايداركننده و افزودنيهاي ديگر است . شناخت ساختار شيميايي ، تركيب و خواص هر يك از اين اجزاء مي تواند به ساخت كامپوزيتي با خواص فيزيكي و مكانيكي خوب كمك نمايد ]11[.
كامپوزيت دنداني تركيبي شامل فازي پراكنده با مقاومت زياد و ماتريسي با مقاومت كمتر است كه صورت
ريزتر مي توان آن را به فاز ماتريس ، فاز پراكنده و فاز بين سطحي تقسيم كرد.
1- فاز ماتريس شامل مونومررزين ، شروع كننده براي آغاز پليمريزاسيون راديكال آزاد (نوري يا شيميايي) و پايدار كننده است .
2- فاز پراكنده شامل ذرات تقويت كننده ، مثل ذرات شيشه ، كوارتز ، سيليكاي كلوئيدي .
3- فاز بين سطحي كه شامل يك عامل جفت كننده مانند اورگانوسيلان است . جفت كننده داراي گروههاي عاملي خاصي است كه فاز ماتريس و پراكنده را به هم مي‌چسباند .
در كامپوزيت هاي دنداني خواصي چون استحكام ، مقاومت سايشي و سختي ، بيشتر به فاز پراكنده و فاز بين سطحي و خواصي مانند پايداري رنگي و تمايل به نرم شدن به فاز ماتريس بستگي دارد . خواصي نظير جمع شدگي ناشي از پخت و جذب آب به ويژگيهاي هر سه فاز بستگي دارد]12[.
هر چه در طول ساليان گذشته تغييرات زيادي در تركيب دهنده كامپوزيت هاي دنداني ايجاد شده است . اما بيشتر آنها در مورد پركننده ها و سامانه هاي شروع كننده پليمر شدن بوده است و مونومري كه امروزه در اكثر كامپوزيت هاي تجاري استفاده مي شود مونومر دو اكريلاتي ، 202 بيس 4 ](2-هيدروكسي-3-متاكريلوكسي) پروپيلوكسي فنيل[پروپان (Bis-GMA) يا مشتقات آن است . بنابراين سامانه مونومرهاي كامپوزيتهاي دنداني هنوز مي تواند هدفي براي چالش در زمينه بهبود خواص كامپوزيت ها باشد ]12-15[.
اجزاي كامپوزيت دنداني :
فاز ماتريس (رزينهاي مونومر)
رزينهاي اپوكسي :
رزين اپوكسي توسط دندانپزشك امريكايي R.L.Bowen مورد توجه قرار گرفت . رزينهاي اپوكسي (شكل 1-1) مي توانند در دماي ااق سخت شوند و جمع شدگي كمتر دارند و چسبندگي آنها به اغلب سطوح جامد خوب است .
شكل 1-1 رزين اپوكسي : بيس فنل آ-دي گليسيديل اتر
ضريب انبساط حرارتي مناسب ، چسبندگي به ساختار دندان و پايداري رنگ رزينهاي اپوكسي باعث شد تا اولين كامپوزيت هاي دنداني از تركيب اين رزينها با پركننده هايي چون كوراتر يا ذرات چيني ساخته شود . هر چند اين كامپوزيتها در ترميمهاي غيرمستقيم نتايج خوبي نشان دادند ولي سرعت سخت شدن پايين ، مانع از استفاده آنها بعنوان مواد پركننده مستقيم شد ]12[.
رزينهاي Bis-GMA
با توجه به عدم كارايي رزينهاي اپوكسي در سالهاي 1960 ميلادي ، Bowen مونومري ساخت كه باعث توسعه كامپوزيت هاي دنداني شد ]1-3[. اين مونومر Bis-GMA بود كه در واقع ساختاري مشابه رزينهاي اپوكسي دارد با اين تفاوت كه به جاي گروه اپوكسي شامل گروه متاكريلاتي است . Bis-GMA از تركيب بين فنل A و گليسيريل متاكريلات تهيه شد . بعدها از تركيب بيس
فنل آ-دي گليسيديل اتر و متاكريليك اسيدسنتز گرديد ]18[ ، شكل (1-2).
شكل 1-2 – ساخت Bis-GMA
Bis-GMA مي تواند از طريق پيوندهاي دوگانه انتهاي خود وارد واكنش پليمر شدن شود . ساختار حجيم اين مونومر دو عاملي و اندازه آن باعث فراريت كمتر ، جمع شدگي كمتر و سخت شدن سريع مي شود كه محصولي مقاوم را حاصل مي نمايد .
گرانروي بالاي اين مونومر باعث مي شود كه نتوان پركننده هاي معدني را به خوبي و در مقادير زياد به آن اضافه نمود . بنابراين براي بهبود فرايند اختلاط رزين و پركننده ها از مونومرهايي با وزن مولكولي كمتر و گرانروي پائين تر (تري اتيلن گيلكول دي متاكريلات (TEG-DMA) و يا تري اتيلن گيلكول دي متاكريلات در كنار آنها استفاده مي شود .
رزين Bis-GMA داراي گرانروي حدود mpa.s1.000.000 () و تري اتيلن گليكول دي متاكريلات حدود mpa.s‌10 () است ]12-17[.
هرچه گرانروي مخلوط مونومرها كمتر باشد ، پركننده بيشتري را مي توان به‌ آن افزود كه منجر به بهبود خواصي چون سختي ، استحكام ، سفتي و ضريب انبساط حرارتي و جمع شدگي كم مي‌گردد]18-19[.
با پليمر شدن مونومرها ، رزين جمع مي شود ، بدين علت كه مونومرها با يكديگر پيوسته و تبديل به پليمر خطي يا شبكه اي مي شوند . نيروي بين مولكولي در مونومرها از نوع واندروالسي و فاصله آنها در حدود 3/0-4/0 نانومتر است . با پليمر شدن اتصال بين واحدهاي تكرار شونده از نوع كئوالانسي با طول پيوند حدود 15/0 نانومتر خواهد شد ، بنابراين موجب جمع شدگي مي‌گردد . ميزان جمع شدگي به مقدار اين پيوندها بستگي دارد يعني با افزايش جرم مولكولي مونومر جمع شدگي كاهش مي يابد و همچنين در يك جرم مولكولي يكسان با افزايش عامليت (Functionality) جمع شدگي افزايش مي يابد .
با پيشرفت پليمريزاسيون سرعت نفوذ راديكالهاي در حال رشد و مونومرهاي عمل نكرده به سرعت كاهش يافته
و مانع تبديل كامل پيوندهاي دوگانه مي گردد . بنابراين حدود 25 تا 50 درصد از گروههاي متاكريلاتي بصورت واكنش نكرده باقي مي مانند . شكل (1-3).
از ميان اين 25 تا 50 درصد متاكريلاتهاي واكنش نكرده حدود 10 درصد مربوط به مونومرهاي باقيمانده است .
از طرفي حضور مونومرهاي عمل نكرده يا پيوندهاي دوگانه كربن – كربن بصورت يك نرم كننده (Plasticizer)براي پليمر عمل مي كنند . بنابراين در رزينهاي كامپوزيت با سامانه هاي مونومري متفاوت خواص فيزيكي يك سامانه به درجه تبديل ارتباط مي يابد .
علاوه بر اين پيوندهاي دوگانه كربن – كربن باقيمانده ، ماتريس پليمري را براي واكنش هاي تخريبي مساعد مي سازد . اين واكنش ها باعث كاهش پايداري رنگ و كاهش مقاومت سايشي كامپوزيت وتشكيل و رهايش فرمالدئيد و متاكريليك اسيد مي گردد . البته فرمالدئيد آزاد شده آنقدر نيست كه اثر سمي (toxic) داشته باشد ولي مي تواند منجر به پاسخهاي آلرژيك شود .

فایل : 50 صفحه

فرمت : Word