文摘
本研究的目的是评估的影响,三种不同类型的纳米颗粒(银(snp),二氧化钛(tnp)和氧化锌(ZNPs))在传统玻璃离子交联聚合物水泥的microshear键的强度(CGIC)和树脂改性玻璃离子交联聚合物水泥使用基于CGIC还是RMGIC四子组(基于整合SNPs, ZNPs tnp除了控制子群)(n= 12)如下:CGIC CGIC + TNP CGIC + ZNP CGIC + SNP, RMGIC, RMGIC + TNP RMGIC + ZNP, RMGIC + SNP。24小时后,μSBS的标本进行了测试和获得的数据进行了分析使用双向方差分析和图基HSD测试。结果显示,对照组在两个玻璃的公司离聚物与控制子组相比无统计学意义(> 0.05)。在第一组,最高和最低的意思μSBS,分别观察CGIC + SNP群和CGIC + ZNP子群。在第二组,RMGIC + ZNP RMGIC + SNP,分别显示,最高和最低的意思μSBS相比其他的子组。根据研究结果,可以得出结论,tnp可以被纳入CGIC和RMGIC不影响玻璃离子交联聚合物的键的强度。单核苷酸多态性和ZNPs可以分别添加到CGICs RMGICs提高粘结强度的恢复。
1。介绍
现代恢复性牙科主要集中在保护牙齿结构腔中制备和应用非主动方法治疗龋的病变(1]。牙本质龋的由两个离散层:(1)caries-infected层包含不可逆转的变性胶原原纤维和生理unremineralizable和(2)caries-affected牙质(CAD)感染,部分软化,和生理remineralizable2,3]。因此,选择性龋齿清除丢弃caries-infected层和维护CAD技术由于其补充矿质能力(1,4,5]。这种方法增加了需求remineralizing代理和胶修复材料,债券剩余的CAD (6]。
玻璃离子交联聚合物水泥(gic)聚合物基复合材料具有独特的优势包括化学成键齿结构(7),较低的热膨胀系数(8],半透明[9),和良好的生物相容性8]。此外,氟化逐渐释放(8)和cariostatic效应(9gic促进牙齿补充矿质的过程。因此,他们介绍了作为有前途的修复材料,特别是在高龋齿患者风险(10]。
近年来,纳米材料(即。,materials with at least one dimension below 100 nanometers) have attracted the interest of dental researchers due to their unique characteristics such as their ultrasmall size, large proportion of surface atoms, large surface area, and high surface energy [11]。在纳米材料中,金属纳米粒子(NPs)如氧化锌、银和二氧化钛NPs用于牙科治疗由于其各种优点,如抗菌性能和生物相容性12,13]。
氧化锌NP (ZNP)是一个NP与内在antibactericidal活动,生物相容性和化学稳定性14- - - - - -16]。此外,据报道,ZNP有选择性毒性细菌与最低对人类细胞的影响,激励在牙科修复中的应用(17,18]。
二氧化钛NP (TNP)是另一个在恢复牙科NP,展示了许多优势。把tnp到gic导致显著改善抗菌活性(8]。此外,新加坡政府投资公司合并与对照组与人类正常口腔细胞生物相容性(19]。
银NP (SNP)是另一个金属NP受到很大关注,主要在牙科,由于其长期抗菌特性(20.]。小尺寸的单核苷酸多态性促进渗透进入细胞膜和细胞内的过程变化,导致增加反应性和抗菌活性20.,21]。
由于金属NPs的抗菌特性,它将有利于纳入修复材料,以防止细菌殖民化tooth-restoration接口(22]。然而,nanoparticle-incorporated恢复材料的力学性能也应该研究在应用CAD治疗。最好的作者的知识,没有之前的研究调查的影响将金属NPs纳入玻璃离子交联聚合物水泥的债券的优势传统玻璃离子交联聚合物水泥(CGIC)和树脂改性玻璃离子交联聚合物水泥(RMGIC)计算机辅助设计。本文的零假设是将三种类型的NPs (SNP, TNP, ZNP) CGIC和RMGIC没有影响CAD microshear债券的优点。
2。材料和方法
研究设计的图如图1。不同地区的研究将在下面描述。
2.1。样品制备
本实验研究96年human-extracted磨牙咬合的龋齿。牙齿是根据收集的研究伦理委员会的指导方针设拉子大学医学科学(协议# IR.SUMS.DENTAl.REC.1398.49)。牙齿是存储在0.5%氯胺溶液在4°C在使用前不超过3个月。
牙齿的咬合面是由消除牙釉质和暴露牙本质表面使用水冷式低速切割机(Mecatome T201,主席,格勒诺布尔,法国)几乎中间三分之一的牙质而不暴露牙髓。病变被洪水的牙本质表面染色caries-detecting解决方案(仓敷聚酯纤维医疗公司,东京,日本)。咬合的表面,在红染色地面持平,直到达到亮粉红色区域(23]。CAD在视觉上检查,确定为4级据北卡罗来纳州牙质硬化。在这个类别,象牙质玻璃在外表,暗黄,甚至有点褐色的颜色,重要的半透明或透明明显(23]。
2.2。恢复程序
牙齿被随机分配到两组(n= 48)基于恢复材料的类型(CGIC或RMGIC)。然后,每组牙齿被随机分为4个亚组的三种类型的基础上NPs (SNPs, ZNPs和对照组)(wt) 5%到玻璃离子交联聚合物每组(同等数量的样品n= 12)。纳米粉是仔细考虑使用秤的准确度±0.0001 g (A&D, GR + 360,东京,日本)。实验的细节展示在表1。
创建一个均匀涂抹一层牙本质表面的轻微湿磨法表面与600 -勇气碳化硅论文1分钟。然后,为了删除任何剩余的碎片,牙齿与蒸馏水冲洗。之后,牙齿被安装在丙烯酸树脂(Acropars Marlik有限公司,德黑兰,伊朗)。修复前放置,polyalkenoic酸护发素(牙质护发素,GC公司,东京,日本)是应用于所有的样品20秒钟cotton-tip器。然后,样本离开安静的10秒,水冲10秒钟,轻轻风干5秒离开潮湿的表面。最后,聚氯乙烯超小型电子管的直径0.7毫米和0.5毫米的高度在每个牙本质表面。起初,CGIC和RMGIC粉分别与纳米颗粒人工搅拌,然后获得粉末是放置在汞合金胶囊的合并者(SDI Ultramat 2日,澳大利亚)20秒(24]。然后,超小型电子管满心CGIC(富士二世,GC黄金标签2,GC国际、日本)和RMGIC (GC富士II LC, GC国际、日本)。GIC成分是根据制造商的指示。RMGIC治愈使用LED光固化单元(VALO, Ultradent产品,约旦南部,UT,美国至少1000兆瓦强度/厘米2在30年代的1毫米的距离。在每个测试之前,一个手持辐射计(辐射计Demetron,克尔、橙、钙、美国)被用来测量LED照射。
2.3。Microshear粘结强度测试
所有的标本都在37°C储存放置24小时后的修复。玻璃离子交联聚合物圆柱体周围的管被轻轻一割,用手术刀片。为了避免偏见的数据收集、眩目的被认为是在测试标本。之后,他们被置于夹具连接一个万能试验机(Instron, Z020、ZwickRoell、德国)衡量他们microshear债券的优势(μSBS)。刀形硬度计压头剪切荷载应用于每个标本与方向平行于保税接口十字头1毫米/分钟的速度,直到失败发生。测量所有8组由一个操作符同时使用相同的设备。
2.4。失效模式分析
后测量键的强度,断裂的失效模式标本是立体显微镜下检查(德国卡尔蔡司公司,从)×40。失败的模式分类如下:(一)脱胶:新加坡政府投资公司之间的失败和CAD;(B)内聚破坏:GIC的失败;和(C)混合粘合剂:脱胶和内聚破坏。
2.5。统计分析
检查数据的正常使用Kolmogorov-Smirnov测试。一个双向方差分析(方差分析)模型被用来评估的两个主要因素的影响(恢复材料的类型和NP纳入玻璃离子交联聚合物的类型)。亚组分析是使用事后图基HSD测试执行。所有的统计分析使用SPSS版本17(美国SPSS Inc .,芝加哥,IL)。的值小于0.05被认为是具有统计学意义。
3所示。结果
的平均值和标准偏差μSBS的实验组,每组如表所示2。数据显示正态分布。双向方差分析测试表明,所有的交互作用显著。根据双向方差分析,结合NP的类型显著影响μSBS CGIC RMGIC。此外,材料的累积效应和NP是统计学意义(< 0.001)。因此,每个组的子组比较事后图基的测试。
子组的组1(集团与CGIC恢复),最高的意思μSBS在子群4 (CGIC + SNP) (< 0.001),而子群3 (CGIC + ZNP)有统计上显著降低的意思μSBS比另一组(< 0.001)。
子组的组2(集团与RMGIC恢复),组3 (RMGIC + ZNP)显示出统计上显著高于均值μSBS比另一组(< 0.05)。此外,子群4 (RMGIC + SNP)显示最低的μSBS (< 0.001)。
的意思是μSBS的值子组2两组(CGIC + TNP和RMGIC + TNP)未达到统计上的显著水平与控制子组相比,两种类型的新加坡政府投资公司(CGIC和RMGIC) (> 0.05)。
根据失效模式分析(表3),发现脱胶是最常见的失效模式在所有的学习小组。
4所示。讨论
最近,龋齿的保守方法去除已经提出在牙制备过程(25]。然而,这种方法可能会让更多的腐烂的组织准备牙腔与活性细菌(26,27]。另一方面,完成tooth-restoration接口的密封是非常困难的在实践中由于形成的微间隙tooth-restoration接口(28]。这说明应用的必要性修复材料的抗菌性能,防止细菌在tooth-restoration界面的殖民化排除复发性龋齿(29日,30.]。此外,相比之下,声音牙质,CAD少羟磷灰石晶体更暴露的胶原蛋白,恢复材料影响因素的结合(31日]。此外,caries-affected牙质显示较高的孔隙度,这可能导致不当的渗透恢复材料的粘结强度和较低的值恢复材料计算机辅助设计(32]。因此,这将会是有益的抗微生物剂修复材料。但是,它应该提供抗菌性能没有负面影响修复材料的粘结强度性质(8,33]。
在过去的几十年中,已经被越来越多的应用兴趣NPs恢复性牙科,因为他们长期和广谱抗病毒和抗菌特性21,34,35]。的两种主要方法利用NPs在牙科治疗的抗菌性能与NPs(1)涂层表面,防止微生物粘附和(2)NPs整合进牙科材料(36,37]。在这项研究中,第二个机制被用来受益NPs抗菌性能的恢复过程。
目前的研究调查将NPs (TiO的影响2、氧化锌和前)到CGIC RMGIC他们μSBS CAD。之前有研究表明,将低浓度(从0.02%到5%不等)NPs的新加坡政府投资公司是有用的在提高其抗菌性能的前提下他们的机械和物理性能除了他们的生物相容性27,38,39]。因此,选择w / w浓度5%的三种类型的NPs CGIC和RMGIC受益于他们的抗菌特性(27,38,40]。
恢复之间的附着力好材料和牙本质表面是一个行列式等的临床成功方面的材料。一个重要的问题,应该在研究解决修复材料的附着力,是债券测试方法。在这项研究中,μSBS的附着力测试是用来评估gic的牙齿结构。Microshear测试允许覆盖小范围测试,准备多个标本单个齿(41]。此外,microshear测试不受限制的macroshear测试包括的不均匀分布压力承载面积和高粘性失败率在牙本质基质42]。
4.1。对照组
对照组,相对经济与可接受的机械性能和令人愉悦的颜色,之前已被纳入gic作为填料加固代理(8,33,43]。
在目前的研究中,μ的SBSs TNP-containing gic没有表现出显著差异的相关控制子组(表2)。因此,可以得出结论,对照组不产生负面影响的化学成键能力GIC和RMGIC RMGIC的固化过程。在以前的研究中取得了类似的结果进行声音牙质[8,33]。的影响tnp整合进Elsaka CGIC被调查的研究et al。33]。表明这个公司的抗菌活性显著提高CGIC除了其机械性能,包括抗压强度、抗弯强度、维氏显微硬度和粘附牙釉质和牙本质(没有不良影响33]。根据所得结果,对照组可以建议纳入这两种类型的gic对键的强度无不良影响。
4.2。ZNP
本研究的另一个NP调查ZNP。最好的作者的知识,这是第一个研究调查的影响将ZNPs上μSBS CGIC和RMGIC caries-affected牙本质。根据本研究的结果,添加ZNPs RMGIC显著增加μSBS相比的控制小组。然而,μSBS的ZNP-containing CGIC明显低于控制子群。作者并没有发现任何明显的原因不同μSBSs CGIC的和合并后RMGIC ZNPs进去。一个可能的解释可能的合并ZNPs可能导致对CGICs的设置反应产生不利影响。然而,需要更多的研究来发现添加的准确影响ZNPs CGIC RMGIC。根据这一研究获得的结果,可以建议ZNPs并入RMGIC但不是CGIC。
之前Vanajassun等人的一项研究调查的影响将ZNPs CGIC听起来牙质的剪切粘结强度。他们发现CGIC键的强度没有影响ZNPs,这与本研究的结果对于将ZNP纳入CGIC的负面影响μSBS CAD (44]。这种差异可能与不同结构特性的声音和caries-affected牙质[3]。
还有一些之前的作品,重点评估的影响增加ZNPs牙科材料的抗菌性能、抗弯强度和硬度38,39,45]。在加西亚等人的研究结果表明,GIC增加ZNP合并后的抗菌活性。此外,Panahandeh等人调查CGICs的抗弯强度和表面硬度,在2018年与ZNPs RMGICs补充。结果表明,将ZNPs纳入gic没有显著影响其抗弯强度,而他们的表面硬度显著降低(45]。
4.3。单核苷酸多态性
在最近的研究中,将SNP纳入GIC对CAD的microshear键的强度评估。结果表明,SNP-containing CGIC提供了显著提高μSBS与对照组相比。最近的研究表明,NPs纳入GIC填充水泥矩阵形成的空隙由于空气被困在混合水泥(13,33]。增加μSBS SNP-containing GIC可能合理的纳米尺寸的单核苷酸多态性GIC和可能的改进包装水泥石内的NPs矩阵。此外,SNP进入新加坡政府投资公司可能会增加的粒度分布范围,因此,这些NPs可能填补空的大玻璃粒子之间的空间。这可能会提供一个额外的聚丙烯酸聚合物和结合位点,反过来,加强新加坡政府投资公司(46,47]。
本研究显示SNP并入CGIC的积极作用,类似于之前的研究的Jowkar et al。48]。键的强度提高的先前的研究是合理的微观观察,显示减少孔隙和微裂隙组矩阵的新加坡政府投资公司由于其增加合并后的同质性和改进一致性银NPs (13]。这个解释也证明当前研究的结果的改善μSBS的SNP-incorporated CGIC相比,控制对CAD的子群。这一研究获得的结果表明,SNP的合并不影响化学键CGIC牙质的能力;与此同时,它可能有一个积极的影响对其粘结强度值。
在目前的研究中,的意思μSBS的SNP-containing RMGIC牙质是下降而控制的子群。变色,变色灰色的基调是单核苷酸多态性的常见问题(37]。这可能增加RMGIC及其的不透明度不完全固化,这可能降低RMGIC到CAD的粘结强度。因此,不建议将snp并入RMGIC由于干扰固化过程。
在这项研究中,SNP的ZNP显示无关的影响;也就是说,应用ZNP增加μ在CGIC RMGIC SBS,而减少,而SNP降低了键的强度在CGIC RMGIC但增加。这一发现可能是由于可能改变表面能和润湿性的牙质衬底应用纳米颗粒后,导致他们不同的交互与牙齿结构和恢复材料。此外,其他因素,如可能变化的大小和表面体积比应用纳米粒子可能会影响研究的结果可以进行更多的研究的键的强度性能牙齿结构的纳米粒子。
目前的研究有一定的局限性。此外,因为声音象牙质和caries-affected牙质提供焊接区域在临床情况下,未来的研究可以进行比较的声音和caries-affected牙质考虑各种NPs和新加坡政府投资公司。也有一些其他限制对临床情况。机械老化或热循环的影响的标本没有研究。未来的调查可以专注于温度变化的影响和间歇/复杂功能部队在口腔环境中从不同的方向。因为这项研究是一个在体外研究中,其结果应该在体内研究中证实了在未来。此外,它将会是很有趣的研究更多的问题在将来的研究中包括长期债券的力量属性,NPs的抗菌和anticaries效果,可能释放NPs进入口腔和唾液。
5。结论
考虑到本研究的局限性,可以总结如下:(1)CGIC和RMGIC的microshear债券的优点是不受tnp的合并。因此,可以使用tnp由于其潜在的抗菌活性的前提下玻璃离子交联聚合物的键的强度。(2)的μSBS增加合并后的snp CGIC CAD,而ZNP公司减少了μSBS。因此,单核苷酸多态性可以添加到CGICs提高粘结强度的恢复,并提供抗菌性能。
数据可用性
的数据支持本研究的发现可以在请求从相应的作者。
信息披露
本文是基于论文博士Safoura Rezaeian。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
确认
作者感谢Vice-Chancellery研究,设拉子大学医学科学,支持这项研究,生物材料研究中心的设拉子大学医学科学测试标本(没有。18587)。作者感谢博士人士Vossoughi牙科研究发展中心的统计分析。作者还感谢乔Moradi博士编辑援助。