عوارض و معایب کامپوزیت دندان

مواد ترمیم کننده کامپوزیت یکی از موفقیت های بسیاری از تحقیقات بیومواد مدرن را نشان می دهند ، زیرا در ظاهر و عملکرد جایگزین بافت بیولوژیکی می شوند. حداقل نیمی از مکانهای مرمت مستقیم مستقیم در حال حاضر به مواد کامپوزیت متکی هستند (سادوسکی ، 2006). متأسفانه ، تقاضا برای این ترمیم ها با توجه به خواص مکانیکی ، قرار دادن و نیاز به عمل آوری در محل ، فضای قابل توجهی را برای پیشرفت ها ، به ویژه از نظر خواص مکانیکی ، انقباض پلیمریزاسیون و تنش ناشی از پلیمریزاسیون ، عدم انطباق حرارتی ، شکست ، سایش و مقاومت در برابر سایش ، نشت حاشیه ای و سمیت (Anseth et al.، 1995؛ Lovell et al.، 2001a، b؛ Ferracane، 2005، 2008؛ Sadowsky، 2006). در نهایت ، این کاستی ها طول عمر ترمیم را کاهش می دهد و نیروی محرکه برای بهبود کامپوزیت های دندانی را نشان می دهد. ارزیابی های بالینی (برناردو و همکاران ، 2007) و مطالعات آزمایشگاهی متمرکز بر دوام کامپوزیت (دراموند ، 2008) نیز همچنان این نیاز به مواد جدید را برجسته می کند.

توسعه و پیاده سازی مواد ترمیم کننده کامپوزیت دندان متکی بر درک جامع هر یک از اجزای کامپوزیت و در نظر گرفتن روش هایی برای تغییر هر جزء است. در اینجا ، ما در مورد اجزای اساسی ترمیم های کامپوزیتی و نقش آنها در بازسازی نهایی بحث می کنیم. کامپوزیت ها از سه فاز مجزا تشکیل شده اند که هر کدام نقش خاصی در تعیین ویژگی های مواد دارند: رزین پلیمریزاسیون ، پرکننده و رابط پرکننده-رزین. فاز رزین از مونومرهای قابل پلیمریزاسیون تشکیل شده است که با قرار گرفتن در معرض نور مرئی از مایع به پلیمر با پیوند شدید متقابل تبدیل می شوند ، که تشکیل مراکز فعال ، معمولاً رادیکال ، را که باعث پلیمریزاسیون می شود ، کاتالیز می کند. پرکننده چندین نقش دارد ، از جمله افزایش مدول ، ظرفیت رادیویی ، تغییر رفتار انبساط حرارتی و کاهش انقباض پلیمریزاسیون با کاهش کسر رزین. سرانجام ، رابط پرکننده-رزین به عنوان پلی با اتصال بخشهای قابل پلیمریزاسیون به سطح ذرات عمل می کند. هر جزء فرصتی برای بهبود کامپوزیت کلی است و هدف تحقیقات اخیر است که در اینجا بررسی شده است. به طور خاص ، این مقاله زمینه ای را برای رفتار کلی مشاهده شده در فتوپلیمریزاسیون ، از جمله منشاء تنش انقباضی ناشی از پلیمریزاسیون ، سیستم های آغازگر نوری مورد استفاده برای بهبود رفتار پخت ترمیم ، تحقیقات اخیر در مورد این موضوعات و مونومرهای جدید که مورد بررسی قرار گرفته اند ، ارائه می دهد. 

مکانیسم های فوتوپلیمریزاسیون و اجزای پرکننده و رابط فرمولمروری بر توسعه مواد ترکیبی کامپوزیت پلیمری (Moszner and Salz، 2001). این مقاله بر روش هایی برای کاهش انقباض پلیمریزاسیون و دستیابی به بهبود زیست سازگاری و مقاومت در برابر سایش متمرکز شده است. در اینجا ، تمرکز بر ارائه زمینه کلی پلی نوری و مرور پیشرفت های پنج سال گذشته است. تحقیقات گسترده ای که در این مدت کوتاه انجام شده ، گواهی بر مشکل مربوط به بازگرداندن موفقیت آمیز عملکرد و ظاهر دندان است و ادامه راه را برای پیشرفت نشان می دهد. ما این بررسی را بر تحقیقات اخیر با هدف بهبود یک یا چند ویژگی مواد ترمیمی دندان متمرکز کرده ایم. با توجه به تمرکز بر تحقیقات اخیر ، تنها تعداد کمی از این پیشرفتها قبلاً در کاربردهای بالینی گنجانده شده است.

برای مشاهده‌ی  برخی نمونه‌های کامپوزیت‌های دندان می‌توانید به سایت انواع تجهیزات دندانپزشکی مراجعه کنید.

فتوپلیمریزاسیون مونومرهای چند منظوره

به طور کلی ، واکنش پخت در مواد ترمیم کننده کامپوزیت شامل فوتوپلیمریزاسیون با نور مرئی از مونومرهای دی متاکریلات برای تشکیل یک پلیمر بسیار متقاطع است. این واکنش فتوپلیمریزاسیون شامل سه مرحله - شروع ، انتشار و خاتمه است - و پیچیدگی هایی در سینتیک پلیمریزاسیون ، تکامل شبکه و توسعه ویژگی های مواد بوجود می آید (Kloosterboer، 1988؛ Anseth et al.، 1995؛ Lovell et al.، 2001a، b بومن و کلوکسین ، 2008).

با توجه به سینتیک پلیمریزاسیون ، هر دو واکنش انتشار و خاتمه کنترل انتشار هستند. حتی در تبدیل کم (Anseth و همکاران ، 1994) ، واکنش خاتمه ، یعنی جمع شدن دو رادیکال که برای خاتمه یکدیگر واکنش نشان می دهند ، توسط پخش کنترل می شود و توسط شبکه کند می شود. متعاقباً ، غلظت رادیکال افزایش می یابد و میزان پلیمریزاسیون مشاهده شده نیز افزایش می یابد ، پدیده ای که "شتاب خودکار" نامیده می شود. این فرایند برای کامپوزیت های دندانی مهم است ، زیرا منجر به پخت سریع در مقیاس های زمانی بالینی قابل قبول می شود. برخلاف خاتمه ، واکنش انتشار شامل واکنش یک رادیکال پلیمری و یک قسمت متاکریلات نسبتاً متحرک است. ماهیت این واکنش به گونه ای است که تا زمانی که تبدیلات قابل ملاحظه ای افزایش نیافته ، به طور کلی با شیشه شدن پلیمر همراه نیست ، این فرآیند کنترل نمی شود ، فرآیندی که به آن "شیشه زایی" گفته می شود. با تجمع پلیمر ، واکنش انتشار کند می شود.پلیمریزاسیون متوقف می شود ، یعنی شتاب خودکار رخ می دهد. این فرایند به ویژه در کامپوزیت های دندانی اهمیت دارد ، جایی که شتاب خودکار منجر به متاکریلاتهای باقی مانده و بدون واکنش می شود که در ترمیم کامپوزیت باقی می مانند.

برای نشان دادن این نکات ، ما رفتار جنبشی پلیمریزاسیون فرمول های مختلف مونومر متاکریلات را ارائه می دهیم (شکل 1a). دی متاکریلات مختلف (بیسفنول- A-dimethacrylate ، BisGMA و تری اتیلن گلیکول دی متاکریلات ، TEGDMA) و مونوماتاکریلات (ایزوبورنیل متاکریلات ، IBOMA ، و تترا هیدروفورفوریل متاکریلات ، THFMA) مخلوط پلیمریزاسیون شده و به صورت پلیمریزاسیون ، ترکیب شده و اثرات تحرک را می توان با افزایش TEGDMA مشاهده کرد ، جایی که TEGDMA یک رقیق کننده واکنشی است که ویسکوزیته ، دمای انتقال شیشه و سفتی شبکه را کاهش می دهد و حداکثر تبدیل به دست آمده و سرعت دستیابی به آن تبدیل را افزایش می دهد. افزودن IBOMA ، یک مونوماتاکریلات سنتی ، سرعت را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد ، زیرا وجود آن باعث کاهش تراکم پیوند عرضی می شود ، که خاتمه را تسهیل می کند و میزان پلیمریزاسیون را کاهش می دهد. در مقابل ، افزودن THFMA ، یک مونوماتاکریلات جدید (بخش بعدی را در مورد مونوماتاکریلاتهای فوق سریع ببینید) که باعث افزایش پلیمریزاسیون شده است ، سرعت پلیمریزاسیون را تسریع می کند و تبدیل نهایی را افزایش می دهد. اگرچه این سیستم ها در شدت تابش بالینی مربوطه پلیمریزاسیون نشده اند ، اما سینتیک نسبی و تبدیل سیستم های مختلف را می توان با دقت بیشتری اندازه گیری و با این شدت مقایسه کرد.

رفتار جنبشی پلیمریزاسیون فرمول های مختلف مونومر متاکریلات (الف) تبدیل متاکریلات در برابر زمان و (ب) ضریب ذخیره سازی به عنوان تابعی از زمان پلیمریزاسیون برای رزین های مبتنی بر BisGMA با رقیق کننده های واکنشی مختلف موجود در مقادیر مختلف. نمونه ها حاوی 0.3 درصد وزنی ایرگاکور 819 بودند و در 7 میلی وات بر سانتیمتر مربع با لامپ درمانی Demetron Optilux 501 تحت تابش قرار گرفتند.

علاوه بر سینتیک پیچیده پلیمریزاسیون ، ساختار پلیمر نیز با پیچیدگی های متعددی تکامل می یابد. دو مرزبندی مهم و کلان وجود دارد که در طول پلیمریزاسیون رخ می دهد. اولین مورد تبدیل نقطه ژل است و نشان دهنده نقطه ای است که در آن ژل اولیه تشکیل می شود. در پلیمریزاسیون زنجیره ای دی متاکریلات ها ، این تبدیل به طور کلی کمتر از 5 تا 10 درصد است و برای کنترل تنش انقباضی بسیار مهم است (کلوستربور ، 1988). دومین مرزبندی در مقیاس کلان ، نقطه شیشه زایی است ، که نشان دهنده تبدیل شیشه ای شدن پلیمر است که با افزایش مدول چشمگیر همراه می شود. برای فرمول های مشابه ارائه شده در شکل 1a ، شکل 1b مدول ذخیره سازی را به عنوان تابعی از زمان پلیمریزاسیون ارائه می دهد. اندازه گیری مدول اولیه خطای قابل توجهی را در ارتباط با ماهیت مایع رزین نشان می دهد ، اگرچه هنگامی که سیستم به نقطه ژل برسد و از آن عبور کند ، مدول ذخیره سازی در عرض چند ثانیه سه تا چهار مرتبه افزایش می یابد.

در نهایت ، علاوه بر مشاهدات کلان ساختار شبکه و خواص مواد ، درک این نکته مهم است که این شبکه های پلیمری بسیار ناهمگن هستند. این ناهمگونی از دو موضوع ناشی می شود ، این واقعیت که میکروژلها در نزدیکی محلهای شروع ایجاد می شوند و این واقعیت که گروههای متاکریلات آویز در مونومرهای BisGMA/TEGDMA و سایر سیستمهای مشابه ممکن است نسبت به همتایان مونومر خود واکنش پذیرتر باشند (الیوت و همکاران ، 2001) به این ناهمگونی دارای پیامدهای قابل توجهی برای خواص ترمیم کننده کامپوزیت است (Kannurpatti و همکاران ، 1998 ؛ Lovell و همکاران ، 1999a ، b) ، که به رفتار پس از درمان برای شبکه های متاکریلات شیشه ای کمک می کند (Truffier-Boutry et al.، 2006) و به تغییرات ضریب شکست در ماتریس پلیمری که باعث افزایش شفافیت ناشی از پرکننده در کامپوزیت ها می شود (هوارد و همکاران ، 2010).

استرس انقباض ناشی از پلیمریزاسیون

استرس انقباض اغلب مهمترین مشکل ترمیم های کنونی و عامل اصلی خرابی زودرس در ترمیم های کامپوزیتی تلقی می شود ، زیرا می تواند ساختار دندان ها را تغییر شکل داده و باعث ایجاد میکرو ترک ها و خرابی چسب شود (Ferracane، 2005). تنش توسط یک اثر متقابل پیچیده بین ویسکوزیته رزین ، انقباض حجم ، میزان پلیمریزاسیون ، درجه تبدیل ، توسعه مدول و تکامل ساختاری شبکه دیکته می شود ، که در آن هریک از این خواص را نمی توان به صورت جداگانه تحت تأثیر قرار داد و تأثیر قابل توجهی بر سایر خواص نداشت. تلاش زیادی برای توسعه مونومرها و پرکننده های جدید و روشهای پلیمریزاسیون متمایز که باعث کاهش تنش انقباض و در عین حال حفظ سایر خواص مطلوب مواد دیگر می شود ، انجام شده است. چندین رویکرد کلی تلاش شده است که بر (i) دستکاری پروتکل پخت و زمان بندی اجازه می دهد

برای مطالعه‌ی ادامه‌ی مقاله به اینجا مراجعه کنید.