بهبود خواص لومینسانس چینی دندانپزشکی با استفاده از سیلیکون کارباید

  • 1194 بازدید
  • مدت زمان مطالعه 3 دقیقه

بهبود خواص لومینسانس چینی دندانپزشکی با استفاده از سیلیکون کارباید

مقدمه: یک ماده ترمیمی ایده ­آل دندانی باید خواص بازتاب نور، انتشار و فلورسانس مشابه دندان طبیعی داشته باشد. دندان­های طبیعی همواره تحت نور فرابنفش فلورسانس آبی شدید منتشر می­کنند که این خود باعث سفید­تر و براق­تر دیده شدن دندان­ها در نور روز می­شود. یکی از محدودیت­ها در تلاش برای مشابه سازی مواد ترمیمی، ساختار منحصر به فرد دندان طبیعی است.

مواد و روش­ها: در یک بررسی آزمایشگاهی یک نمونه شاهد (بدون سیلیکون کارباید) و سه نمونه از چینی دندانپزشکی با درصدهای مختلف تخلخل با افزودن 1، 2 و 3 درصد سیلیکون کارباید تهیه و شدت لومینسانس آن­ها با اسپکتروفوتومتر بررسی و با دندان طبیعی مقایسه شدند.

یافته ­ها: تصویر 1، الگوی XRD نمونه 2 درصد وزنی سیلیکون کاربید را بعد از سینترینگ در دمای 1150 درجه سانتی­گراد نشان می­دهد.

همان­طور که در این نمودار دیده می­شود، در ساختار نمونه بعد از سینتر شدن سیلیسیم کاربید دیده نمی­شود، بلکه سیلیسیم به ­صورت SiO2 در ساختار وجود دارد. نتایج نشان می­دهد بعد از سینتر شدن SiC اکسید شده و به صورت SiO2، CO2 درآمده است. تشکیل لایه محافظ SiO2 بر روی سطح به دلیل انجام فرآیند در اتمسفر هوا رخ داده است.

در تصویر 2 (B ،A و C) نتایج آنالیز SEM از نمونه ­ها با درصد سیلیکون کارباید 1 تا 3 درصد نمایش داده شده است.

تصویر 1: الگوی XRD نمونه پرسلن با مقدار سیلیکون کارباید 2 وزنی بعد از سینتر شدن در دمای 1150 درجه سانتی­گراد

تصویر 2: A) نمونه 1 درصد، B) نمونه 2 درصد، C) نمونه 3 درصد سیلیکون کارباید

با توجه به تصاویر SEM می­توان افزایش درصد تخلخل را در اثر افزایش سیلیسیم کارباید در دمای 1150 درجه سینتر مشاهده کرد. در مقدار 1 درصد کاربید سیلیکون به دلیل کم بودن کربن در ساختار، حجم گاز CO2 ناشی از اکسیداسیون کم بوده در نتیجه تخلخل­ های کروی بسیار ریزی تشکیل شده است. در حالت کلی تخلخل­ هایی که به این روش ایجاد می­شوند ایزوله و غیر پیوسته هستند و به دلیل ویسکوزیته بالای فاز مایع نمی­توانند از ساختار خارج شوند (تصویر A-2) و میانگین اندازه تخلخل­ها از 100 میکرون تجاوز نمی­کنند. در مقدار 2 درصد کاربید سیلیسیم به دلیل افزایش حجم کربن نسبت به حالت اول مقدار گاز بیشتری ایجاد شده و تخلخل­ های پیوسته بیشتری به وجود می آیند که اندازه آن­ها 120 میکرومتر می­باشد (تصویر B-2). در حالت سوم با سیلیسیم کاربید 3 درصد، بیشترین حجم گاز CO2 در ساختار ایجاد شده است که باعث ایجاد تخلخل­ های به هم پیوسته و بزرگ می­شود (تصویر C-2). در این حالت اندازه تخلخل­ ها تا 170 میکرومتر افزایش یافته است. در حقیقت با افزایش درصد سیلیکون کارباید حجم گاز ایجاد شده افزایش می یابد و از به­ هم پیوستگی این گازها تخلخل­هایی با اندازه بزرگتر ایجاد می­شود.

تصویر 3 مقدار سیلیسیم کاربید را در اندازه تخلخل­ ها برای نمونه­ های سینتر شده در دمای 1150 به مدت 20 دقیقه نشان می­دهد. در شرایط یکسان نمونه­ های با درصد سیلیکون کاربید 3 درصد بیشترین تخلخل و نمونه ­های با درصد کاربید سیلیسیم 1 درصد کمترین تخلخل را دارا می­باشند. با افزایش مقدار سیلیکون کارباید در ساختار اندازه تخلخل­ ها افزایش یافته است که در مقادیر 2 تا 3 درصد این افزایش قابل ملاحظه است.

تصویر 4، نتایج به ­دست آمده از اسپکتروسکوپی نوری را بر روی هر یک از چهار نمونه چینی دندانپزشکی و نیز نمونه دندان طبیعی را به­ صورت میانگین شدت نور خروجی در گروه­های مختلف به تفکیک درصد تخلخل نمونه نشان می­دهد. ساختار دندان طبیعی در محدوده مینا و عاج تقریبا مشابه و دارای 30 درصد مواد معدنی (غیرآلی شامل پروتئین­ها) و آب 70 درصد هیدروکسی آپاتیت CA10(PO4)6(OH)2 از نظر وزنی و به ترتیب 55 درصد و 45 درصد از نظر حجمی است.

همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است با افزایش تخلخل شدت انتشار فوتون­ها در مقایسه با هم و با نمونه کنترل افزایش داشته و به دندان طبیعی نزدیک شده است. با افزایش سیلیکون کارباید در ساختار، تخلخل­هایی ایجاد می­شود که به سبب آن شدت رسیدن فوتون­ها به فتوسل افزایش می­یابد. تفاوت میان نمونه شاهد و نمونه ­های همراه با سیلیکون کارباید موید این مطلب است. در درصدهای بالاتر سیلیکون کارباید شدت فوتون­ها افزایش یافته و به دندان طبیعی نزدیک­تر شده است، که نشان دهنده تأثیر مناسب ایجاد تخلخل­های به هم مرتبط در چینی دندانپزشکی بر روی خواص لومینسانس آن می­باشد.

تصویر3: اثر مقدار سیلیکون کارباید در ساختار بر اندازه تخلخل ها

تصویر4: اسپکتروفوتومتر مقایسه­ ای برای دندان طبیعی و نمونه­ های ساخته شده از پرسلن

 

برچسب‌ها:
دیدگاه شما

آژمان پودر آریا