surin — Sun, 19 Aug 2007 23:47:41 GMT

Fracture Toughness سطح اتصال رزين كامپوزيتي وسراميك

تبسم هوشمند , عليرضا كشواد , کيوان محرم زاده

چکيده

بيان مسأله: با كاربرد صحيح سايلن (Silane) بدون نياز به اچ ‌كردن سطوح سراميكي با اسيد هيدروفلوئوريك, اتصال (Bond) مطلوب كششي بين سراميك و رزين حاصل مي‌گردد. با توجه به اهميت اتصال سراميك به رزين كامپوزيتي در دندانپزشكي، امروزه بررسي بيشتر روش كاربردي صحيح سايلن با آزمونهاي مناسب‌تر ديگر ضروري به نظر مي‌رسد.

هدف: مطالعه حاضر با هدف مقايسه Interfacial Fracture Toughness سطوح سراميكي صاف و خشن باندشده با روش صحيح كاربرد سايلن به يك رزين انجام شد.

روش بررسي: در اين مطالعه تجربي, 80 ديسك‌ سراميكي به قطر 10 و ضخامت 2 ميليمتر تهيه گرديد. به منظور
Surface Treatment از چهار روش مختلف 1) پاليش سطوح سراميكي تا 1 ميكرون, 2) Gritblast با ذرات آلوميناي 50 ميكرون,
3) اچينگ با اسيد HF 10% به مدت 2 دقيقه و 4) Gritblast و اچينگ استفاده شد. (در هر گروه 20 نمونه مورد بررسي قرار گرفت.) ديسك‌هاي سراميكي داخل رزين PMMA قرار داده شدند و در ناحيه Adhesive، توسط نوار تفلون پوشانده شدند. يك سوراخ گرد به قطر 3 ميليمتر با زاويه 90 درجه روي نوار تفلون پانچ شد. سطوح سراميكي Expose مانده, توسط روش بهينه‌شده كاربرد سايلن، Treat شدند و بعد از كاربرد يك Unfilled Resin, رزين استوانه‌اي به قطر 4 و طول 11 ميليمتر بر روي آن ساخته شد؛ سپس نمونه‌ها در دو محيط نگهداري مختلف (گروه A: آب مقطر 37 درجه سانتيگراد به مدت 24 ساعت و گروه B: آب مقطر 37 درجه سانتيگراد به مدت 30 روز) قرار گرفتند. (G_IC) Interfacial Fracture Toughness با سرعت ^mm/_min1 اندازه‌گيري شد. نحوه شكست با استفاده از استريوميكروسكوپ و سطوح شكست با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني بررسي گرديدند. به منظور تحليل داده‌ها از آناليز واريانس يك‌طرفه و آزمون Independent-Samples t استفاده شد.

يافته‌ها: مقدار ميانگين Interfacial Fracture Toughness به شرح زير بود:

1) گروه A: ±SD J/m² 8/127±4/379 (4، 8/169±5/364 (3، 2/109±5/304 (2، 8/114±1/317

2) گروه B: ±SD J/m² 489±9/639 (4، 6/182±3/629 (3، 1/185±648 (2، 4/134±6/255

بين ميانگين ميزان G_IC گروههاي A₁ تا A₄ اختلاف معني‌داري وجود نداشت (05/0P>). اما ميانگين ميزان G_IC در گروه B₁ به طور معني‌داري با گروههاي B₂، B₃ و B₄ اختلاف داشت (05/0P<)؛ همچنين افزايش قابل ملاحظه‌اي در ميزان G_IC در گروههاي اچ‌شده و Gritblastشده بعد از 30 روز نگهداري در آب مقطر 37 درجه سانتيگراد وجود داشت (05/P<). نحوه شكست به‌طور غالب به‌صورت Interfacial و يا Cohesive در رزين بود.

نتيجه‌گيري: روش آزمون اندازه‌گيري Fracture Toughness مورد استفاده در اين تحقيق مي‌تواند براي ارزيابي ناحيه Adhesive در سيستم‌هاي سراميك- رزين مناسب باشد و در صورت استفاده از روش مناسب كاربرد سايلن، گير ميكرومكانيكال با Gritblast نمودن سطوح سراميكي بدون نياز به اچ كردن سطوح سراميكي با HF كافي است.

مقدمه
Silane Coupling Agentها با فرمول عمومي
R-Si(OR') تركيبات ارگانوسيليكون با عمل دوگانه مي‌باشند. گروههاي ارگانوفانكشنال (R) براي واكنش با ماتريكس آلي انتخاب مي‌شوند و گروههاي قابل هيدروليز R' واسطه‌هايي در تشكيل گروههاي (Si-OH) Silanol براي اتصال با سطوح معدني مي‌باشند.
Coupling Agent‌ Silane‌ها داراي خواص شيميايي و فيزيكي ويژه‌اي مي‌باشند كه نه تنها باعث افزايش استحكام اتصال رزين به سراميك مي‌شوند بلكه از جدا شدن اتصال در Interface بين ماده آلي و معدني جلوگيري مي‌كنند.
برقراري اتصالي پايدار و مطمئن بين سراميك و رزين كامپوزيتي در دندانپزشكي, به علت استفاده وسيع در ترميم‌هاي باندشونده با رزين و سيستم‌هاي ترميم پرسلن بسيار اهميت دارد. اونله‌ها و اينله‌هاي سراميكي، كراون‌ها، روكش‌هاي لامينيت توسط رزين كامپوزيتي چسبانده مي‌شوند؛ همچنين روشها و مواد متعددي براي ترميم ترميم‌هاي سراميكي شكسته‌شده معرفي شده‌اند.
با ظهور سايلن ها، امكان حل مشكلات مربوط به ترميم سراميك شكسته ‌شده فراهم گرديد.
اتصال بين سراميك و رزين كامپوزيتي معمولاً با دو مكانيسم ايجاد مي‌شود:
اتصال شيميايي توسط Silane Coupling Agentها و اتصال ميكرومكانيكال توسط اچ‌كردن سطوح سراميكي با اسيد هيدروفلوئوريك و يا Gritblast كردن
اندازه‌گيري استحكام اتصال سراميك به رزين كامپوزيتي در برخي مطالعات گزارش شده و نتيجه‌گيريهاي متفاوتي در مورد تأْثير Surface Treatment حاصل گرديده است
(5-1).

آزمونهاي برشي (Shear) و كششي(Tensile) از متداولترين روش آزمون اندازه‌گيري استحكام اتصال سراميك و رزين كامپوزيت مي‌باشند كه نسبت به نحوه استفاده و قراردادن Adhesive، نمونه و نيز نوع طرح آزمون حساس هستند (6).
اندازه‌گيريFracture Toughness به عنوان آزموني مهم و با ارزش در اندازه‌گيري مقاومت Interface بين دو ماده در برابر شكست مورد توجه قرار گرفته است.
در مطالعات قبلي اتصال مطلوبتر كششي بين سراميك و رزين كامپوزيتي با بكارگيري يك روش بهينه كاربرديSilane Coupling Agent حاصل گرديد و بر همين مبنا پيشنهاد گرديد كه ديگر اچينگ با اسيد هيدروفلوئوريك كه اسيد خطرناكي است, مورد نياز نمي‌باشد (7).
به منظور ارزيابي صحيح‌‌تر و حصول اطمينان بيشتر از تأثير روش كاربردي سايلن در تقويت اتصال بين سراميك و رزين كامپوزيتي اندازه‌گيري Fracture Toughness اين Interface ضروري به نظر مي‌آيد.
Toughness Fracture اتصال بين سراميك و رزين كامپوزيتي تاكنون مورد ارزيابي وسيع قرار نگرفته است؛ تنها در مطالعه Della Bona و همكاران گزارش شد كه با استفاده از اين آزمون، شكست هميشه در محل موضعي نقص درون Adhesive Interface روي مي‌‌دهد؛ به همين دليل اين آزمون را روش مناسبي براي اندازه‌گيري Toughness اتصال بين سراميك و رزين كامپوزيتي معرفي كردند
(9،8).
هدف از اين تحقيق ارزيابي Fracture Toughness اتصال بين سراميك و رزين كامپوزيتي از طريق مقايسه روشهاي مختلف Surface Treatment سطوح سراميكي از جمله روش به‌دست آمده كاربردي سايلن از مطالعات قبلي مي‌باشد.
در اين مطالعه Fracture Toughness اتصال بين سراميك و رزين كامپوزيتي با استفاده از روش اصلاح‌شده‌اي براي محاسبه Critical Plane Strain Energy Release
(GIc)Rate اندازه‌گيري شد (10). اين روش بسيار دقيقتر از آزمونهاي معمول برشي و كششي مي‌باشد و مقاومت Interface را در مقابل انتشار Crack اندازه‌گيري
مي‌كند.
فرض بر اين بود كه با اثبات نقش موثر سايلن در تقويت اتصال و امكان‌پذير بودن كنارگذاري اسيد هيدروفلوئوريك از اين طريق، مي‌توان تحولي در Adhesive Dentistry ايجاد نمود و تكنسين لابراتوار، دندانپزشك و بيمار را از خطرات اين اسيد دور نمود.
روش بررسي
در اين مطالعه‌تجربي, به‌منظور تهيه‌ديسك‌هاي سراميكي ابتدا با استفاده از يك استوانه فلزي توپر, به قطر 12 ميليمتر و ماده قالبگيري *Additional Silicon Regular Body ، يك مولد ساخته شد؛ بدين ترتيب كه استوانه فلزي توپر در داخل يك استوانة پلاستيكي توخالي قرار گرفت و مادة قالبگيري بين اين دو تزريق گرديد. بعد از سخت شدن ماده, استوانة فلزي به صورت پيستون داخل ماده قالبگيري قرار گرفت و با جابه‌جا كردن آن، يك مولد جهت تهية ديسك سراميكي ايجاد شد. براي ساختن ديسك سراميكي ابتدا مقداري از پودر سراميك **Mirage, Body D4 با آب مخلوط گرديد و داخل مولد با استفاده از فرچه با آن آغشته شد؛ سپس بتدريج پودر سراميك به آن اضافه و ويبره گرديد. پس از پرشدن مولد, به استوانه فلزي از زير فشار داده شد و در نتيجه ديسك سراميكي پخته نشده كه بسيار شكننده مي‌باشد، بدون وارد آمدن فشار، از مولد خارج گرديد. اين ديسك‌هاي سراميكي در كوره پخت پرسلن Vita طبق دستورالعمل كارخانه سازنده پخته شدند و بدين ترتيب پس از انقباض در اثر پخت، ديسكهاي سراميكي به قطر تقريبي 10 و ضخامت 2 ميليمتر آماده شدند. سپس نمونه‌هاي سراميكي داخل استوانة‌ اكريلي قرار داده شدند تا امكان قرار گرفتن آنها در دستگاه براي انجام آزمايش فراهم شود.
*President, USA
**Chameleon Dental- Product, USA
سطوح ديسك‌هاي سراميكي تهيه شده ابتدا توسط كاغذ سيليكون-كاربايد (SiC) ،400 و 600 grit و سپس توسط ذرات الماس 6 و 1 ميكرون توسط دستگاه پاليش پرداخت شدند.

در مرحله بعد نمونه‌ها به چهار گروه اصلي (20 نمونه درهر گروه) تقسيم شدند: گروههاي A، B، C و D. بر روي سطوح سراميكي در هر يك از اين گروهها يك نوع Surface Treatment به شرح زير انجام گرديد:
گروه A: همان گروه Polished و پرداخت شده بود.
گروه B: سطوح سراميكي با ذرات آلوميناي
(Al2O3) 50 ميكرون Gritblast شدند.
گروه C: سطوح ديسك‌هاي سراميكي با محلول اسيد هيدروفلوئوريك 10% به مدت 2 دقيقه اچ و سپس با آب مقطر شسته شدند.
گروه D: سطوح سراميكي ابتدا با ذرات آلوميناي 50 ميكرون Gritblast شدند و بعد با محلول اسيد هيدروفلوئوريك 10% به مدت 2 دقيقه اچ و سپس با آب مقطر شسته شدند.
سپس نمونه‌هاي همه گروهها در دستگاه اولتراسونيك به مدت 15 دقيقه در استون شستشو داده شدند تا سطوح سراميكي كاملاً تميز و آمادة باندينگ شوند. ناحيه باندينگ كه به قطر 3 ميليمتر و شكل Chevron با زاويه 90 درجه بود با استفاده از يك پانچ روي نوار تفلون ايجاد شد. سپس اين نوار روي ديسك سراميكي قرار گرفت و كاملاً روي ديسك برنيش شد تا از خارج شدن مادة Adhesive ممانعت گردد.
در مرحله بعد محلول سايلن*** كه شامل 5/2% حجمي
-MPTS + 5/2% حجمي اسيد استيك + 95% حجمي اتانول بود, تهيه گرديد و به منظور انجام گرفتن هيدروليز, 2 ساعت پس از تهيه براي انجام Surface Treatment مورد استفاده قرار گرفت؛ سپس ناحيه باندينگ توسط محلول سايلن تهيه‌شده طي مراحل زير، Treat شد (7):
1- اعمال سايلن با فرچه به مدت 1 دقيقه و خشك كردن آن با هواي گرم به مدت 15 ثانيه
2- قرار دادن نمونه در آب جوش به مدت 15 ثانيه و خشك كردن با هواي گرم به مدت 30 ثانيه
(***-methacryloxypropyltrimethoxysilane,
Sigma Chemical Co. USA)

سپس با استفاده از فرچه, لايه نازكي ازUnfilled Resin روي ناحيه باندينگ قرار داده شد و توسط نور به مدت 30 ثانيه سخت گرديد؛ پس از آن يك لوله شيشه‌اي به قطر داخلي 4 ميليمتر روي ناحية باندينگ قرار داده شد و عمل باندينگ با قرار دادن رزين كامپوزيتي Variolink II Dual-Cure در ناحية Adhesive و سخت‌كردن آن با نور انجام گرفت؛ سپس لايه‌لايه كامپوزيت با ضخامت تقريبي 5/1-1 ميليمتر در داخل تيوب اضافه و سخت شد تا به ارتفاع تقريبي 11 ميليمتر برسد.
تصوير 1 نمونه سراميكي و سيلندر كامپوزيتي باند شده به هم را نشان مي‌دهد؛ سپس گروههاي اصلي هر يك به دو زير گروه (10نمونه) تقسيم شدند؛ در دو محيط نگهداري متفاوت در آب مقطر 37 درجه سانتيگراد يكي به مدت 24 ساعت و ديگري 30 روز نگهداري شدند. نمونه‌ها با استفاده از دستگاهUniversal Testing Machine با سرعت يك ميليمتر در دقيقه آزمايش شدند.
تصوير 2 نحوه قرار گرفتن نمونه در دستگاه را به ترتيب نشان مي‌دهد. نيروي وارده در نقطه شكست ثبت گرديد و سپس با استفاده از فرمول محاسبة Fracture Toughness مقادير G1c براي هر نمونه محاسبه شد (10).
سطوح شكست‌يافته نيز ابتدا با استريوميكروسكوپ مورد بررسي قرار گرفتند كه نحوه شكست براي هر نمونه تعيين شد. سپس از هر نوع نحوه شكست (Mode of Failure) يك نمونه انتخاب شد تا با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني (SEM) بررسي شود. قبل از مطالعة SEM، سطوح شكست يافته با الكل اتيليك تميز و سپس با طلا پوشيده شدند (Auto Sputter Coater) و بدين ترتيب آمادة مشاهده با SEM گرديدند.

داده‌هاي جمع‌آوري شده با استفاده از نرم‌افزار آماري SPSS به روش One-way ANOVA و آزمون
Tukey-HSD Post Hoc تحليل شدند و در هر يك از گروههاي اصلي زير گروهها با استفاده از آزمون آماري Independent-Samples t مقايسه شدند.

تصوير 1- نمونه سراميكي و سيلندر كامپوزيتي باند شده

تصوير 2- آزمايش نمونه در دستگاه Universal Testing Machine

يافته‌ها
جدول 1 ميانگين مقادير Fracture Toughness، انحراف معيار و خطاي استاندارد براي چهار گروه مورد مطالعه در محيط نگهداري آب مقطر 37 درجه سانتيگراد به مدت 24 ساعت را نشان مي‌دهد. هيچ‌گونه اختلاف معني‌داري در مقادير ميانگين Fracture Toughness گروههاي Polished, Gritblasted, Etched و Gritblasted & Etched در اين محيط وجود نداشت (05/0P>).
جدول 2 ميانگين Fracture Toughness، انحراف معيار و خطاي استاندارد براي چهار گروه مورد مطالعه در محيط نگهداري آب مقطر 37 درجه سانتيگراد به مدت 30 روز را نشان مي‌دهد. ميانگين Fracture Toughness در گروه Polish به طور قابل ملاحظه‌اي با گروههاي ديگر اختلاف داشت (05/0P<).
براي مقايسه هر يك از گروههاي اصلي
Surface Treatmentدر دو محيط نگهداري (آب مقطر 37 درجه سانتيگراد به مدت 24 ساعت و 30 روز) نيز از آزمون t استفاده شد (جدول 3). همانطور كه مشاهده مي‌شود اختلاف معني‌داري بين دو محيط نگهداري براي گروههای Polished و Gritblasted & Etched وجود ندارد
(05/0P>)؛ در حالي‌ که اختلاف معني‌داري بين دو محيط نگهداري براي گروه Gritblasted و گروه Etched مشاهده گرديد (05/0P<).
بيشترين نحوه شكست در اين آزمايش به صورت
Mixed Interface/Resin و يا به صورت Cohesive در رزين كامپوزيتي مشاهده شد. تصوير 3, نمونه‌اي از شكست مشاهده شده به صورت Mixed Interface/Resin در گروه Polished را نشان مي‌دهد. همانطور كه مشاهده مي‌شود Crack از Interface آغاز شده و در رزين ادامه يافته است و خروج ماده Adhesive به اطراف به خوبي قابل مشاهده مي‌باشد. نمونه‌هايي از شكست مشاهده‌شده به صورت Cohesive در رزين در گروه Gritblasted و
Mixed Ceramic/Resin در گروه Polished به ترتيب در تصويرهاي 4 و 5 نشان داده شده است.

تصوير 3- شكست Mixed Interface/Resin نمونه ‍Polished (Mag. X20)

تصوير 4- شكست Cohesive Resin در نمونه ‍Gritblasted ((Mag. x20

تصوير 5- شكست Mixed Ceramic/Resin در نمونه ed‍Polish؛رأس:Ceramic،مركز:Interface و حاشيه: Resin (Mag. x20)

جدول 1- داده‌ها براي محيط نگهداري آب مقطر 37 درجه به مدت 24 ساعت

جدول 2- داده‌ها براي محيط نگهداري آب مقطر 37 درجه به مدت 30 روز

جدول 3- مقايسه ميانگين داده‌هاي گروهها با استفاده از آزمون Paired Samples‏ ‏T-

بحث و نتيجه‌گيري
همانطور كه در مقدمه ذكر شد اين مطالعه در ادامه مطالعة قبلي (7) انجام شد تا نتايج حاصل از آزمايش Fracture Toughness نيز مورد بررسي قرار گيرد؛ به همين منظور مواد انتخاب شده براي تهيه نمونه‌ها و نيز تمام مراحل تهيه و آماده‌سازي نمونه‌ها اعم از نحوة پاليش, شستشو و نحوه اعمال محلول سايلن و تركيب درصد محلول سايلن دقيقاً با مطالعة قبل مشابه بود.
در مرحله اول با قرارگرفتن نمونه‌ها در محيط آب مقطر 37 درجه سانتيگراد به مدت 24 ساعت, هيچ اختلاف معني‌داري در ميزان Fracture Toughness بين گروههاي Polished، Gritblasted شده، Etched شده و Etched وGritblasted وجود نداشت (05/0P>). اين يافته با مطالعه قبلي (7) مشابه مي‌باشد.
نحوه شكست غالب در گروه Polished از نوع
Mixed Resin/ Interface و در گروه Gritblasted شده از نوع Cohesive در رزين و در دو گروه ديگر ساير نحوه‌هاي شكست مشاهده شد.
لازم به ذكر است كه در دو گروهي كه با HF اچ شده بودند، شكستهاي Cohesive در سراميك و نيز
Mixed Ceramic/Interface مشاهده مي‌شد؛ در حالي‌كه در دو گروه Gritblasted و Polished تنها يك شكست در سراميك مشاهده شد.
بنابراين مي‌توان چنين نتيجه‌گيري كرد كه شايد اچ‌كردن سطح سراميك با HF باعث تضعيف سراميك مي‌شود و به اين دليل است كه شكست در سراميك روي مي‌دهد؛ امّا اگر قرار بود استحكام باند به دليل اچ كردن افزايش يابد, بايستي شكستهاي Cohesive در رزين بيش از سراميك مي‌شد؛ (با توجه به اين که استحکام سراميک استفاده شده در اين مطالعه بيشتر از رزين كامپوزيتي بود.)
همچنين با وجودي كه طراحي آزمون مشابه آزمون استحكام باند برشي بود، نحوه شكست غالب نمونه‌ها به صورت Cohesive در Substrate سراميكي نبود و بيشترين نحوه شكست به صورت Mixed يا Cohesive در رزين كامپوزيتي بود كه اين يافته مشابه يافته Tantbirojn و همكاران مي‌باشد (10).

همانطور كه قبلاً نيز اشاره شد, انتشار Crack در دو مرحله اتفاق مي‌افتد:
1- Stable Crack Growth
2- Unstable Crack Growth
هنگامي كه اعمال نيرو آغاز مي‌شود, در مرحلة Stable قرار دارد؛ با رسيدن Crack به طول بحراني خود, نيرو به بيشترين ميزان خود مي‌رسد (Fmax) و اين حداكثر نيرو براي محاسبة GIC بكار مي‌رود؛ سپس نيرو وارد مرحلة Unstable مي‌شود. نحوه‌هاي مختلف شكست, معمولاً در مرحلة Unstable Crack Growth رخ مي‌دهند. در چنين شرايطي مقدار GIC تحت تأثير نحوه شكست قرار نمي‌گيرد؛ به عبارت ديگر نحوه هاي مختلف شكست يك پديدة ديررس مي‌باشند كه پس از روي دادن شكست بحراني و پس از
Stable Crack Growth اتفاق مي‌افتند و ممكن است در هر جهتي بين Interface يا در طول سه ناحيه از مواد انتشار يابند (10).
مرحله دوم مطالعه كه پس از نگهداري در محيط آب مقطر 37 درجه سانتيگراد به مدت 30 روز انجام گرفت، نتايج متفاوتي داشت. گروه Polished از نظر ميزان
Fracture Toughness به طور قابل ملاحظه با سه گروه ديگر تفاوت داشت (05/0P<) و مقدار G1C براي سه گروه ديگر بالاتر از گروه Polished بود.
در اين حالت دو احتمال وجود دارد:
1- نگهداري در آب باعث تضعيف باند در گروه Polished شده است.
2- نگهداري در آب باعث تقويت باند در سه گروه ديگر شده است.
مقايسة تك به تك گروهها در دو محيط نگهداري آب 37 درجه سانتيگراد به مدت 24 ساعت و 30 روز، نشان داد كه ميزان Fracture Toughness در گروه پاليش در دو محيط نگهداري اختلاف معني‌داري نداشت (05/0P>)؛ اما اختلاف معني‌داري در گروههاي اچ شده و Gritblastedشده وجود داشت (05/0P<). از اين داده‌ها مي‌توان چنين نتيجه‌گيري كرد كه نگهداري در آب باعث تقويت باند بين رزين و سراميك در گروههاي Gritblastedشده و Etchedشده، گرديده است؛ البته گروه چهارم (Gritblasted و Etchedشده) از نظر ميانگين بعد از نگهداري در آب مقطر به مدت 30 روز حدوداً دو برابر شده بود ولي به دليل انحراف معيار بالا كه در مرحله دوم در اين گروه وجود داشت, اختلاف قابل ملاحظه‌اي وجود نداشت (05/0P>).
انحراف معيار بالا در اين آزمون را مي‌توان بطور خلاصه به عوامل زير مربوط دانست:
- در اين مطالعه به دليل محدوديتهاي متعدد از حجم نمونه كم استفاده شد (تقريباً از حداقل حجم نمونه استفاده شد) و با كاهش حجم نمونه انحراف معيار افزايش مي‌يابد.
- ممكن است در بعضي نمونه‌ها با Defect Driven Failure مواجه شويم كه در هر ناحيه‌اي ممكن است، رخ دهد و تأثير زيادي روي نتايج بگذارد.

- مهمترين عاملي كه در اين مطالعه روي مقدار كارايي Adhesion اندازه‌گيري شده تأثيرگذار است، ناحيه اتصال مي‌باشد. گزارش شده است كه خارج شدن و ريز نشت ماده Adhesive از ناحيه اتصال، باعث افزايش مقدار عددي استحكام باند مي‌شود (11). در مطالعه حاضر از نوار تفلون براي كنترل ناحيه Adhesive استفاده شد. نوار براي بدست آمدن سيل كامل برنيش و كاملاً از نظر دقت بررسي شد ولي با وجود اين اقدامات, تعدادي نقايص ميكروسكوپي در سطح مشاهده شد كه ممكن است روي نتايج تأثير گذاشته باشند. انتظار مي‌رود مهمترين تأثير اين عامل, بالا رفتن انحراف معيار انرژي بحراني G1C باشد. در تعدادي از نمونه‌ها كه ريز نشت قابل ملاحظه‌اي مشاهده مي‌شد و نتايج را بيش از اندازه تحت تأثير قرار داده بود، نمونه‌ها دوباره آماده شدند و مورد آزمون قرار گرفتند.
با اين حال، با محدوديتهاي موجود در اين مطالعه، در مقدار Interfacial Fracture Toughness براي گروه Gritblasted اختلاف معني‌داري با گروههاي Etched و Gritblasted و Etched در هر دو محيط نگهداري آب 37 درجه سانتيگراد به مدت 24 ساعت و 30 روز مشاهده نشد
(05/0P>)؛ بنابراين مي‌توان نتيجه گرفت كه با Gritblasted نمودن تنها بدون اسيد اچينگ باند مطمئن بين سراميك و رزين كامپوزيت مي‌تواند ايجاد شود.
نحوه شكست براي گروهها در مرحله دوم مطالعه تقريباً مشابه با مرحله اول بودند. نحوه شكست غالب در گروه Polished از نوع Mixed Resin/Interface بود و در گروه Gritblasted شده از نوع Cohesive در رزين و
Mixed Resin/Interface و در دو گروه ديگر ساير انواع شكست مشاهده شد. با توجه به نحوه شكست نمونه‌ها، آزمون اندازه‌گيري Interfacial Fracture Toughness استفاده‌شده در اين مطالعه, مي‌تواند روش مناسبي براي بررسي باند بين رزين كامپوزيتي و سراميك دنداني باشد.
همانطور كه توضيح داده شد اين مطالعه با مطالعة قبلي
(7) كه از آزمون TBS استفاده شده بود, نكات مشترك و غيرمشترك دارد. مهمترين تفاوت بين اين دو مطالعه, تقويت اتصال رزين- سراميك پس از نگهداري در آب بود؛ هر چند در مطالعه قبلي نيز اين يافته مشاهده شد ولي ميزان افزايش استحكام اتصال, قابل ملاحظه نبود؛ البته ممكن است آزمون TBS به اندازه آزمون Fracture Toughness قادر نباشد تقويت اتصال را نشان دهد. در مطالعه قبلي علاوه بر محيط نگهداري آب مقطر 37 درجه سانتيگراد از دو محيط نگهداري ديگر (ترموسايكلينگ به ميزان 3000 سيكل بين 5 و 55 درجه و نگهداري در آب مقطر 100 درجه سانتيگراد به مدت 24 ساعت) نيز استفاده شد و هيچ‌گونه كاهشي در TBS گروهها بعد از ترموسايكلينگ وجود نداشت؛ در ‏TBS نمونه‌ها بعد از نگهداري در آب 100 درجه سانتيگراد كاهش قابل ملاحظه‌اي مشاهده شد ولي با توجه به اين كه نحوه شكست به صورت Cohesive در رزين بود، نتيجه‌گيري مي‌شود كه كاهش TBS به دليل تضعيف رزين بود و باند سايلن به سراميك در مقابل حمله هيدروليتيك مقاومتر از رزين مي‌باشد.

نتايج حاصل از مطالعه Pilliar و همكاران نيز نشان داد كه نگهداري در آب 37 درجه سانتيگراد, ميزان
Fracture Toughness كامپوزيت‌ها را افزايش مي‌دهد كه با مطالعه حاضر همخواني دارد (12).
افزايش استحكام باند پس از نگهداري در آب ممكن است به دلايل زير باشد:
1- افزايش Fracture Toughness رزين به دليل Plastisizing ماتريكس رزيني توسط آب
2- كاهش الاستيك مدولوس رزين در لبه‌ها به دليل نفوذ آب كه اين پديده تمركز تنش را در اطراف مارژين‌ها كاهش مي‌دهد.
3- اثر Post-Curing رزين كامپوزيتي در دماهاي بالا (با توجه به اين که در كامپوزيت‌های Dual-Cure واکنش پليمريزاسيون تا مدت طولانی ادامه مي‌يابد.)
Della Bona و همكاران در مطالعه‌اي
Fracture Toughness اتصال بين سراميك و رزين كامپوزيتي را اندازه‌گيري كردند (8). آنها از سه نوع
Surface Treatment زير براي سطوح سراميكي استفاده كردند و هيچ‌گونه اختلاف معني‌داري در مقدار ميانگين Interface Toughness بين دو گروه 1 و 2 مشاهده نكردند:
1- HF 6/9% به مدت 2 دقيقه
2- Silane
3- Silane +HF
همچنين مقدار ميانگين Interface Toughness براي گروه 3 به طور قابل ملاحظه‌اي بالاتر از گروه 1 بود. نتايج آن مطالعه نيز با تحقيق حاضر همخواني دارد و نشان‌دهنده نقش مهم سايلن در تقويت اتصال بين سراميك و رزين كامپوزيتي مي‌باشد.
Della Bona و همكاران مطالعه ديگري نيز در مورد اتصال سراميك-رزين انجام دادند و تأثير
Surface Treatment سراميك بر TBS به رزين كامپوزيت را بررسي نمودند (9). روشهاي Treatment مورد استفاده در تحقيق ايشان عبارت بود از:
1- استفاده از آمونيوم بدون فلورايد 10% به مدت 1 دقيقه
2- HF 6/9% به مدت 2 دقيقه
3- APF 4% به مدت 2 دقيقه
4- استفاده از Silane Coupling Agent
نتايج مطالعه آنها ميزان TBS بالايي را در سطوح Treatشده با سايلن نسبت به سه گروه ديگر نشان داد كه از نظر آماري معني‌دار بود و با مطالعه حاضر همخواني دارد؛ زيرا در اين مطالعه نيز با كاربرد صحيح سايلن اتصال مناسبي بين سراميك و رزين كامپوريتي ايجاد شد و نيازي به اچ كردن سطح سراميك نبوده است.

Della Bona و همكاران Fracture Toughness اتصال رزين كامپوزيتي را نيز به دو نوع سراميك
Lithium Disilicate-Based و Leucite-Based اندازه‌گيري كردند. نتايج اين مطالعه نشانگر اختلاف معني‌داري در ميزان ميانگين KIC در دو گروه بود؛ همچنين مقدار KIC را تحت تأثير ساختار ميكروسكوپي سراميك اعلام كردند (13)؛ بنابراين مي‌توان چنين بيان نمود كه تغيير در نوع سراميك ممكن است ميزانFracture Toughness اتصال بين سراميك و رزين كامپوزيتي را تحت تأثير قرار دهد. در همين ارتباط در مطالعه Hooshmand و همكاران, سطح سراميك‌هاي Leucite Reinforced از نظر تركيب وضعيت‌ شيميايي به‌روش X-ray Photoelectron Spectroscopy تحليل گرديد و اين نتيجه حاصل گرديد كه تركيب و وضعيت شيميايي سطح براي پنج نوع سراميك
Leucite Reinforced Feldespathic مشابه مي‌باشد و استحكام اتصال يكساني توسط سايلن به رزين كامپوزيتي براي اين نوع سراميك‌ها پيش‌بيني شد. در اين تحقيق, انجام بررسيهاي بيشتري براي بررسي تركيب و وضعيت شيميايي سطح انواع ديگر سراميك‌ها كه حاوي انواع ديگر كريستال‌ها مي‌باشند، پيشنهاد گرديد (14).

در مجموع نتايج متفاوتي كه در برخي مطالعات در مورد
Fracture Toughness اتصال بين سراميك و رزين كامپوزيتي در مقايسه با مطالعه حاضر مشاهده شد، ممكن است به اين دليل باشد كه تاكنون در هيچ يك از مطالعات قبلي از روش بهينه شده كاربرد سايلن استفاده نشده است و مطالعه حاضر اولين مطالعه‌اي است كه
Fracture Toughness اتصال سراميك به رزين كامپوزيتي را با استفاده از روش بهينه شده كاربرد سايلن مورد بررسي قرار داده است.
با توجه به نحوه شكست نمونه‌ها كه اغلب
Mixed Interface/Resin و يا Cohesive در رزين بودند، آزمون اندازه‌گيري Interfacial Fracture Toughness مورد استفاده در اين مطالعه, مي‌تواند روش مناسبي براي بررسي اتصال بين رزين كامپوزيتي و سراميك دنداني باشد.
با استفاده از روش مناسب كاربرد سايلن كه در اين مطالعه از آن استفاده شد همراه با Gritblasting سطح سراميك، اتصال مطمئني بين سراميك و رزين كامپوزيتي ايجاد مي‌شود؛ به طوري كه ديگر نيازي به اچ كردن سطوح سراميكي توسط HF كه اسيد خطرناكي است، نمي‌باشد.
براي سمان كردن رستوريشن سراميكي بهتر است ابتدا سطوح سراميكي Gritblast شوند و سپس توسط سايلن با روش بهينه‌شده Treat و سپس با رزين كامپوزيتي متصل شوند. براي ترميم سطوح سراميكي شكسته شده، مي‌توان با استفاده از سيستم Intra-Oral Gritblasting (به همراه رابردم) سطح سراميكي متصل‌شونده به رزين را Gritblast نمود و سپس سايلن را بكار برد.
پيشنهاد مي‌شود اتصال بين سراميك و رزين توسط اعمال سايلن به صورت كلينيكي و در طولاني مدت نيز مطالعه شود تا كيفيت و قابليت اتصال بطور واقعي در محيط دهان و تحت نيروهاي مضغي مورد ارزيابي قرار گيرد؛ همچنين بهتر است تأثير نگهداري در آب در اتصال بين سراميك و رزين روي Surface Treatmentهاي متفاوت با بكاربردن محلول سايلن به طريق شيميايي نيز تحليل گردد تا به همراه يافته‌هاي فيزيكي كه از آزمونهاي اندازه‌گيري استحكام اتصال به دست مي‌آيند منجر به نتيجه‌گيري قطعي در مورد تأثير نگهداري در آب روي ميزان اتصال شود.

تشكر و قدرداني
در خاتمه از مسؤولين محترم مركز تحقيقات علوم و تكنولوژي در پزشكي وابسته به دانشگاه علوم پزشكي تهران كه امكانات لازم جهت آزمايشهاي مربوط به اين تحقيق را فراهم كردند, تشكر و قدرداني مي‌گردد.

منابع:
1- Wolf DM, Powers JM, O’keefe KL. Bond strength of composite to porcelain treated with new porcelain repair agents. Dent Mater 1992; 8:158-61. 2- Appeldoorn RE, Wilwerding TM, Barkmeier WW. Bond strength of composite resin to porcelain with newer generation porcelain repair systems. J Prosthet Dent 1993; 70(1): 6-11. 3- Roulet JF, Söderholm KJM, Longmate J. Effects of treatment and storgae conditions on ceramic/composite bond strength. J Dent Res 1995; 74(1): 381-87. 4- Kamada K, Yoshida K, Atsuta M. Effect of ceramic surface treatments on the bond of four resin luting agents to a ceramic material. J Prosthet Dent 1998; 79:508-13. 5- Shahverdi S, Canay S, Sahin E, Bilge A. Effects of different surface treatment methods on the bond strength of composite resin to porcelain. J Oral Rehabil 1998; 25: 699-705.
6- van Noort R, Noroozi S, Howard IC, Cardew G. A critique of bond strength measurements. J Dent 1989; 17:61-67.
7- Hooshmand T, Van Noort R, Keshvad A. Bond durability of the resin-bonded and silane treated ceramic surface. Dent Mater 2002; 18: 179-88.
8- Della Bona A. Mecholsky JR. Anusavice KJ. Fracture toughness of resin composite bonded to Lithia disilicate ceramic. J Dent Res 2001 ,Special Issues. 9- Della Bona A, Anusavice KJ, Hood JA. Effect of ceramic surface treatment on tensile bond strength to a resin cement. Int J Prosthodont 2002; 15: 248-53.
10- Tantbirojn D, Cheng YS, Versluis A, Hodges JS, Douglas WH. Nominal shear or fracture mecanics in the assessment of composite-dentin adhesion? J Dent Res 2000; 79(1): 41-48. 11- Van Noort R, Cardew GE, Howard IC, Noroozi S. The effect of local geometry on the measurement of the tensile bond strength to dentin. J Dent Res 1991; 70: 889-93.
12- Pilliar RM, Smith DC, Mario B. Fracture toughness of dental composites determined using short-rod fracture toughness test. J Dent Res 1986; 65: 1308-14.
13- Della Bona A, Mecholsky JR, Anusavice KJ. Apparent fracture toughness of resin composite bonded to ceramic. J Dent Res 2002; Special Issues, Abstract No. 1149.
14- Hooshmand T, Daw R, Van Noort R, Short RD. XPS analysis of the surface of leucite-reinforced feldespathic ceramics. Dent Mater 2001; 17: 1-6.

Surin blog