力学性能Surface-Charged聚(甲基丙烯酸甲酯)作为义齿树脂

文摘

本研究的目的是研究一个新的基团,义齿树脂的力学性能对其适用性假牙基材。本实验树脂的共聚甲基丙烯酸(MA)聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)产生一个负电荷。四个实验组,每组包括矫正牙树脂(DENTSPLY填充物)作为控制和三组改性PMMA (PMMA)在不同比例的生产甲基丙烯酸(5:95,10:90,20:80 MA: MMA)。英斯特朗万能试验机三点弯曲测试使用英斯特朗公司()测量force-deflection曲线和一个完整的应力与应变历史计算横向强度,横向偏转,抗弯强度和弹性模量。方差分析和矫正人员检测后进行数据。树脂与甲基丙烯酸含量增加测量的物理性质表现出较低的强度值。最显著的减少发生在甲基丙烯酸含量增加到20%米PMMA。没有显著差异被发现在所有测试参数之间的控制和5%米PMMA。

1。介绍

义齿性口炎是一种常见的口腔念珠菌病,这是与的依从性有关白色念珠菌假牙基表面(1- - - - - -4]。假丝酵母是一个共生的有机体,经常出现在健康个体。介绍诱发因素如系统性疾病,免疫抑制药物,口腔干燥,或假牙导致真菌感染(5,6]。念珠菌病与数量的增加有关白色念珠菌特别是在上颌骨的tissue-fitting表面完整的假牙。上颌义齿佩戴者更容易假丝酵母感染自假牙基地作为一个有效的储层窝藏微生物。唾液流率低、缓冲能力,和低pH值下假牙导致口腔黏膜和义齿表面的殖民假丝酵母(7- - - - - -12]。

发病机理的发展由最初的依恋之前假丝酵母腭粘膜和粘膜表面的假牙。表面特征产生的化学是重要的在最初的坚持假丝酵母义齿树脂和提供了一个机会为进一步结合和殖民13- - - - - -15]。白念珠菌净负表面电荷,静电排斥的提供一个环境负负与聚合物的相互作用。理解粘附的静电相互作用的影响白念珠菌聚(甲基丙烯酸甲酯(PMMA),我们先前的研究支持了假设带负电荷的假牙基础材料可以防止粘连白念珠菌和减少denture-induced性口炎的发展16]。

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂的选择在临床牙科义齿的制造基地。具有优良的物理性能和明确定义的聚合过程,很容易修改。已经进行了很多尝试修改PMMA利用广泛的修改可在高分子化学的范围。在我们之前的研究16),实验树脂有一个负电荷的共聚甲基丙烯酸甲基丙烯酸甲酯。结果表明,粘附白念珠菌显著降低体外甲基丙烯酸的比例增加。显著降低Candidal粘合树脂样品()存在当甲基丙烯酸改性PMMA的10%。这些积极发现新基团,未来牙科义齿树脂具有吸引力的应用程序。

一个优化树脂材料(即应表现出积极的生物反应。,减少粘连的假丝酵母),同时保持所需的物理性质。聚合物的物理和机械性能是至关重要的成功实现临床和长寿的假牙制作完成。重要的物理性质包括以下:抗压和抗拉强度;伸长;硬度;热特性;成型性能;聚合收缩;溶解度;尺寸稳定性; and dimensional accuracy [17]。最重要的特征之一,义齿基树脂就是力量。假牙基地必须能够承受高冲击力量除了正常的咀嚼力。

义齿基骨折已经研究了使用不同的检测方案。强度测试可以包括压缩、剪切、拉伸横向、冲击和疲劳强度。我们以前的研究中表现出的一些物理性质值得进一步调查。微裂隙灯下观察显微镜,特别是改性PMMA样品甲基丙烯酸含量较高,这表明增加甲基丙烯酸的比例可能会影响树脂的物理性质(16]。根据这些发现,重要的是要阐明这些基团树脂的物理性质。

本研究的目的是调查一个新的基团,PMMA的力学性能方面的横向强度,横向偏转,抗弯强度和弹性模量对其应用程序作为义齿基树脂。

2。材料和方法

2.1。合成的改性PMMA聚合物

改性PMMA聚合物混合物的聚合方法制备了不同比例的甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸(MA)为单体。他们包括5%米溶胶- MMA)马(5%和95%,10%米溶胶- MMA)马(10%和90%,和20%米PMMA MMA马(20%和80%)。50毫升瓶,35克的单体或单体混合物搅拌过氧化苯甲酰的1.2 g。随后,0.75毫升的二甲基对甲苯胺添加,搅拌。混合物倒入250毫升瓶含有1%聚(乙烯醇)在pH值3和搅拌以防止两层分离,和温度记录。反应被允许持续15分钟后温度上升停止。聚合物珠被过滤,用蒸馏水洗净,晒干。所有化学品都来自Sigma-Aldrich化工有限公司公司,密尔沃基,WI。

2.2。表征改性PMMA聚合物

有机合成和改性PMMA聚合物被红外光谱分析(模型FTS-40 BioRad实验室、里士满、CA)的羧基。2800 - 3100 c的变化区域羧酸盐聚合物的红外光谱谱显示显著扩大的乐队在2950 - 3050 c比PMMA。此外,新IR的外观乐队在2924和2885 c对改性PMMA聚合物建议的羧基。

2.3。制备树脂样品

三组改性PMMA (5%米甲基丙烯酸,10%米甲基丙烯酸,20%米PMMA)和一个商用牙科树脂、矫正牙树脂(防漏DENTSPLY,米尔福德,DE),包含在这项研究。实验组被指定为以下:组1(控制)牙科树脂;组2 - 5%米PMMA;组3 - 10%米PMMA;组4 - 20%米PMMA。矫正牙树脂制造根据制造商的指示。在组2 - 4树脂样品聚合中使用化学物质比率见表1(所有从Sigma-Aldrich化工有限公司公司,密尔沃基,WI)。


化学	行动	比

PMMA (米PMMA): MMA	聚合物:单体	3:1按重量
过氧化苯甲酰	引发剂	1%重量的PMMA
2-Hydroxyethyl丙烯酸甲酯	交联剂	0.5%体积的MMA
N, N-Dimethylaniline	激活剂	0.5%体积的MMA

五个板块每个实验组是捏造的。聚合的树脂在水中进行°C加压室(psi) 22日15分钟。每个板块分为五等于每实验组25条生产样品。这些超大条磨数字校准维度(10毫米(W)65毫米(左)2.5毫米(D)]和抛光以减小表面粗糙度。样本用蒸馏水洗净去除任何残留的单体,然后存储在蒸馏水在37°C小时前测试。

2.4。机械测试

利用三点弯曲测试中,样品被安装在英斯特朗万能试验机校准(Instron Corp .)、广州,MA)。每一个塑料带被金属滚轴两端支持50 mm。一杆应用负载,直到骨折发生在一个统一的十字头2.5毫米/分钟的速度。Force-deflection曲线和一个完整的应力与应变历史为每个测试。英斯特朗计算机程序被用来计算一个横向强度、横向偏转,抗弯强度和弹性模量的数据曲线随着每个实验组的均值和标准差。

2.5。统计分析

平均值,中位数和模式计算每个实验组。为常态分布曲线进行了分析和单向方差分析(方差分析)和矫正后测试意味着团体之间进行比较。

3所示。结果

的表示差异意味着横向强度如图1。5%的米PMMA组显示骨折标本所需的最高的意思是力量。意思是横向强度的比较显示控制和5%之间没有显著差异米PMMA组。甲基丙烯酸的比率:MMA增加,横向强度降低了。20%的米PMMA组表现出横向强度下降5%相比具有统计学意义米PMMA组()。

横向挠度测量平均值如图2。标本的偏转是越高,越远旅行所需的十字头骨折标本。在材料类似的横向强度,更高的横向挠度的材料是更加灵活。结果表明,甲基丙烯酸的比率:MMA增加,横向挠度下降,表明其灵活性下降。比较平均横向偏转显示控制和所有组之间的显著差异(除5%米PMMA组。

图3显示了挠曲强度的平均值和标准偏差值的每个实验小组。越高负载或骨折标本所需,断裂阻力越高。甲基丙烯酸的比率:MMA的增加,弯曲强度降低了。此外,控制显示显著差异在挠曲强度与所有其他组(除5%米PMMA组。

图4显示的平均值和标准偏差值的杨氏弹性模量实验小组。弹性模量是衡量材料的刚度。弹性模量越高,材料表现出较低的单位压力的弹性变形。比较的平均弹性模量控制和5%米PMMA组无显著差异。20%的米PMMA组表现出最低的弹性模量,明显低于5%米PMMA组和商用牙科树脂()。因此,20%的米PMMA组表现出最低的弹性模量、转化为最硬的材料。10%的米PMMA组没有任何明显的差异从控制或5%米PMMA组。

4所示。讨论

相关物理性质之间存在和surface-charged树脂的抗真菌活性。在目前的研究中,最大的减少横向和抗弯强度时发生甲基丙烯酸含量的比例从5%上升到10%米PMMA ()。有趣的是,这也是这两个团体之间最显著的减少粘连C。白色的发生(16]。甲基丙烯酸含量的比率增加,附着力c . albican树脂表面下降;然而,物理性能下降的后果。

5%的米PMMA组与控制(牙科树脂),并没有表现出任何显著差异在任何参数测试。5%的米PMMA组产生的横向强度和弹性模量高于牙科树脂;然而,它并没有统计学意义。这可能归因于制造的改性树脂样品的方法。实验牙用树脂没有优化而牙科树脂已经产生特别加强这些物理特性。值得注意的是5%米PMMA样本,虽然不是专为牙科使用,仍有高横向和挠曲强度值与牙科树脂。

在目前的研究中,prepolymerizing或混合两种不同类型的单体,甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸共聚物了。甲基丙烯酸与自由羧基的小分子提供一个负电荷在生理博士立体交互可以假定为自由羧基改变空间结构的聚合物,从而影响其物理性质。通过创建一个离子分子,位阻可能导致排斥的力量在树脂材料。这些内力的影响变得明显当材料受到物理测试抗压和拉力等。增加了甲基丙烯酸含量降低树脂的挠曲和横向优势样品,这可能导致内部排斥力量的增加。消极的内力也影响弹性模量。弹性模量是物质的基本反应力。从根本上说,物质的弹性与现有的原子间力的材料。目前的研究表明,20%米PMMA组表现出最低的弹性模量和最大的离子电荷。

整个负电荷也会影响材料的溶解度由于吸附水。先前的研究表明,甲基丙烯酸含量的增加与减少接触角测量、推断增加亲水性(16]。Umemoto和Kurata17)表明,疏水性吸附树脂降低了水。在这项研究中,他们产生了共聚物的疏水单体(norbonyl和苯基丙烯酸甲酯)和甲基丙烯酸甲酯。增加疏水单体浓度降低水吸附没有机械性能下降。这些疏水共聚物表现出较高的抗压和抗弯强度和弹性模量相似比PMMA,分别。结果进一步支持理解的影响甲基丙烯酸树脂的物理性质。正如所料,甲基丙烯酸与甲基丙烯酸的改性树脂的物理性质改变。

在目前研究cold-cured树脂聚合的方法是利用,而大多数由heat-cured假牙丙烯酸形式。研究表明,热之间的表面粗糙度没有区别,cold-cured丙烯酸树脂(18,19]。为了调查修改在微生物粘附表面特征,它是合理的假设目前的结果也同样适用于两种聚合方法。

可能需要进一步的修改,修改后的树脂来改善其物理性能,同时仍然表现出有益的抗真菌特性。一系列的方法改善树脂的强度已报告通过化学改性PMMA和纤维的掺入,如碳、玻璃和聚乙烯(20.- - - - - -23]。高丙烯酸生产丁二烯苯乙烯橡胶公司的珠子在聚合。橡胶接枝共聚物获得这个过程可以改善义齿基地的冲击强度高达50% (24]。这些树脂使用包含没有交联剂单体。通常,交联剂提供热电阻在义齿的基础(25]。高丙烯画展览craze-inhibiting效应由于掺入橡胶。纤维强化复合材料也被证明是有效地提高抗弯强度PMMA (26,27]。有效纤维增强取决于许多变量包括纤维类型、数量、分布和取向。然而,可能增加依从性的担忧白念珠菌纤维增强义齿树脂基地了。研究表明,纤维暴露可能会增加表面粗糙度和提供机械保留体内28]。文献表明surface-charged树脂可以进一步修改,以增加其体力达到生物和机械标准。未来的研究包括继续说明甲基丙烯酸的理想的比例,其次是方法改善临床应用的物理性质。

5。结论

Surface-charged树脂表现出有前途的生物材料,可以带来所需的生物反应减少Candidal附着力。本研究的结果表明,甲基丙烯酸与甲基丙烯酸的改性树脂的物理性质变化。然而,5%的机械性能米PMMA组与商用牙科树脂。

确认

这项工作是基于论文报医学院、哈佛大学的部分满足需求在口腔生物医学科学硕士学位,2002年,在国际牙科研究协会,Goteborg, 2003年瑞典。作者要感谢马凯特大学ORSP授予19760年和19890年使这个项目成为可能。

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