文摘

目的。评估的影响nanosilica和nanoalumina除了Tech-sil25颌面部前后硅胶暴露在人工风化条件。材料和方法。总共有144个样本分为四组,对照组(n= 12)和三个测试组,nanosilica (NS) (n= 36),nanoalumina (NA) (n= 36)和混合纳米颗粒(HySA) (n= 60)在不同的重量百分比(1、2和3 wt。%)是Tech-sil25补充道。样品暴露在人工风化100小时,并受特征包括撕裂强度,岸上一个硬度、粗糙度和抗拉强度测试。数据使用描述性分析和推论统计使用单向方差分析测试来确定水平组之间的意义。结果。经过100小时的人工风化,单向方差分析结果表明高度显著增加拉伸和撕裂强度最小硬度和粗糙度增加观测样本中含有2% nanosilica (NS)其次是混合纳米颗粒(HySA)的1% nanoalumina nanosilica (NA) + 1% (NS)与对照组相比,其他组。结论。添加nanosilica (NS), nanoalumina (NA)和混合纳米颗粒(HySA) Tech-sil25颌面部硅胶改善其力学性能。数的组合填料增援部队对提高硅的硅酮防衰老至关重要和维护它的一些力学性能,延长使用寿命。

1。介绍

面部损伤造成的创伤,包括面部受损区域和面部先天性缺失的部分做一个持久需要颌面修复(1]。重建面部畸形可以实现由塑料血管外科手术,这是最理想的病人,或通过人工重建使用异质成形的材料,非侵入性和无风险的选择(2]。各种各样的材料应用在颌面假体的制造历史,但所有材料之前远从理想的材料特性3]。

柔软而灵活的颌面假体材料被Bulbulian 1941年(4]。最显著的变化在颌面假体的历史的发明具体硅橡胶面部软组织假肢的创建,这是一个巨大的挑战领域的颅面重建(5,6]。有机硅聚合物是最广泛使用的,由于他们的前途的化学稳定性等性质,生产简单,生物相容性、耐久性。然而,材料还没有实现的理想属性颌面假体由于一些缺点,特别是在机械性能(7]。颌面材料属性的优化是必要的延长假体的使用寿命。此外,当硅胶老化,可能会有明显的物理和化学变化,因为photo-oxidative攻击,氧气和阳光的联合效应恶化的重要原因,而使用假肢(8]。

因此,不同的方法已经被提出,用于改善有机硅弹性体的临床特性。其中填料的加入会增加材料的弹性,改善其物理和机械特性,使它更实用临床[8]。几项研究测试的影响各种纳米粒子添加到有机硅聚合物在机械和光学特性添加和暴露后的产品自然和加速风化条件(9]。

由于纳米颗粒的小尺寸、高特定区域,量子效应,与有机聚合物和强大的界面交互,二氧化钛(TiO2)和氧化锌(氧化锌)可以提高聚合物的机械和光学性质(10]。系统回顾通过Sonnahalli和Chowdhary推荐添加纳米粒子(NPs)在不同浓度硅酮弹性体提高假体的机械和物理性能,保护假肢的颜色褪色,使用寿命期间保持稳定(11]。

相当数量的研究改进的重要性大小和表面积的纳米颗粒和塞尺来提高聚合物的性质(10]。硅树脂的力学性能的改善取决于填料粒子的大小、表面积,结构,填料的表面活性,以及聚合物特性和填料的浓度增加时,可改变达到理想的颌面力学性能(12]。没有理想的颌面部硅胶材料,差的一些具有良好的特性和其他属性。研究仍在进行的改善有机硅弹性体的特性(13]。

在这项研究中,零假设(将纳米粒子添加到有机硅弹性体不会改善力学性能)将被测试的力学性能研究颌面部硅胶的nanosilica (NS), nanoalumina (NA)和混合纳米颗粒(HySA)由几个让人工风化后重量百分比。

2。材料和方法

颌面部硅胶用于本研究Tech-sil25室温硫化,一个两个部分有机硅(Technovent有限公司、布、英国)。根据制造商的指示,基地的混合比的催化剂是10:1。对照组的混合与电子天平的基本容器。然后,催化剂添加并开始由真空搅拌机搅拌的速度360 rpm和真空(−10条)。加强组织,避免了电子天平容器紧随其后的基地,然后混合没有真空3分钟,其次是真空7分钟。接下来,添加了催化剂和混合真空剩余5分钟(14]。

nanofiller选择在本研究nanosilica (NS)和nanoalumina (NA)由于其优良的物理和机械性能,因为他们有高表面积小粒度和化学活动;此外,它是丰富的和便宜的。此外,他们是最广泛使用的填料在颌面有机硅弹性体,并提供一个高程度的钢筋(硅胶产品14,15]。

对于每个测试,模具是按照指导方针。硬度试验按照ASTM D2240 2010标准,表面粗糙度测试按照ISO 7619 - 2010规范,撕裂强度测试依照ASTM D624, 2012型C标准,按照ISO和抗拉强度测试规范37数量:201116]。然后倒入模具硅胶。然后,封面是收紧了剩下的部分由G-clamps模具。经过24小时的完全硫化,RTV硅胶受到人工风化为100小时。

本研究两种类型的技术用于nanosilica (NS)氧化物填料(7631-86-9)与99.9%纯度和粒度的30 - 50 nm(美国印第安纳州柏拉图式的纳米技术)和nanoalumina (NA)氧化物填料(1330 - 060920)与未来保持99.9%纯度和粒径的纳米(SkySpring纳米材料公司、美国)。Tech-sil25硅胶的混合比率将10:1;为基础(部分)和催化剂(B部分)。在这项研究中,基地的数量与nanosilica混合(NS), nanoalumina (NA)和混合纳米颗粒(HySA)如表所示1。

四个主要团体144年样本准备,控制12个样品没有添加组,36个样本的nanosilica组(NS),在(1%,2%,和3%)按重量为每个浓度有12个样品。同样,36个样本准备nanoalumina (NA)组(1%,2%,和3%)与12个样品重量为每个浓度,和60个样本的一组混合纳米颗粒(HySA) (0.5% NS + 0.5%钠,1% NS + 1% NA NA 2% NS + 1%, 1% NS +钠2%,和1.5% NS + 1.5% NA)按重量为每个浓度有12个样品。

样本检测撕裂强度、抗拉强度,岸上一个硬度和粗糙度。塑料模具制造使用CNC(电脑数值控制)机。每个模具包括基础、框架,覆盖部分的尺寸。抗拉强度2型哑铃形状捏造。标本被安装在电脑万能试验机(25±0.5毫米)(WDW-20 Laryee技术有限公司,中国)。数字卡尺是用来测量样品的厚度中心和两端37:按照ISO 2011规范和测量的均值计算。样本从两端对称约10毫米。打破了样品后,阅读是最大的力量。样本500毫米/分钟的速度。机软件估计的最大负荷,抗拉强度是计算使用以下方程: 其中Ts是抗拉强度(MPa);打破之前是力大小(N);不牵强附会的试样的横截面积(毫米吗²)。

撕裂强度测试,样品与平坦的结束和一个直角在中间的准备。一个通用测试设备(WDW-20 Laryee科技有限公司,中国)被用来测试的标本在十字头速度每分钟500毫米。标本都是依照ASTM D624撕裂强度测试(2012),2011年ISO 37:如上所述。机软件计算的最大负载,撕裂强度估计使用以下公式(16]: 在哪里撕裂强度(N /毫米);是最大的力量(N);试样的厚度(毫米)。

岸边硬度试验,标本制作的尺寸根据ISO 7619 - 1:2010 25毫米×25毫米×6毫米(厚度)。放置在中间和其他四人被放置在每一个角落的外表面,与每个马克6毫米之间的差距。岸上一个硬度硬度计是用来测量。硬度计的样品表面硬度计压头穿五表示位置。6测量记录后的平均硬度计是坚定地沮丧三秒钟。相同的海岸一个硬度样本用于表面粗糙度测试,测量25毫米×25毫米×6毫米。这是测量表面光度仪测试,和六个读数的平均值计算17]。

统计分析使用的数据实现实验收集组和对照组相比使用单向方差分析(方差分析)抗拉强度、撕裂强度、表面粗糙度、硬度。显著差异观察时,矫正测试是作为一种事后进行测试来确定各组之间差异的显著性水平α对所有测试= 0.05。值< 0.05被认为是具有统计学意义。所有统计测试进行了使用统计软件SPSS(社会科学统计软件包,23.0版本,SPSS Inc .)、芝加哥,美国)。

3所示。结果

方差分析测试的结果有机硅弹性体力学性能与nanoalumina加固后(NA)为1%,2%和3%按重量见表2。平均粗糙度、硬度值显著增加在所有组与对照组相比。拉伸强度和撕裂强度,NA添加1%和2%的平均值高于对照组,而均值NA的下降3%。硬度导致质量最高的3%。此外,2%体重增加NA产生撕裂强度最高。也是有效的抗拉强度造成2% NA是平均值最高的。而获得的平均值3% NA最高的粗糙度测试。

表3显示了描述性统计值和单向方差分析(方差分析)钢筋与nanosilica (NS)组为1%,2%,3%的体重。所有添加的硬度值高与对照组相比。此外,拉伸和撕裂,2% NS的平均值均高于对照组。粗糙度的平均值是添加2% NS和3% NS之后增加了重量与对照组相比,尽管它与对照组相比降低1% NS。获得的平均值3% NA是最高的粗糙度。

有机硅弹性体力学性能的方差分析测试结果与混合纳米颗粒强化后(HySA)集团在几个wt. %的NA和NS见表4。所有的混合纳米颗粒(HySA)显示硬度显著增加意味着值是最高的NA + NS 2% 1%,相比之下,控制除了NA + NS 0.5% 0.5%。拉伸和撕裂,只有两个组合和NA NA + NS 0.5% 0.5%和1% + NS产生更高的平均值1%,而最高的撕裂强度NA + NS 1% 1%。相同的混合纳米颗粒导致基于最高最高的抗拉强度平均值与控制。至于粗糙度,所有混合纳米颗粒导致更高的平均值除了NA + NS 0.5% 0.5%,而获得的平均值NA 2% + 1% NS导致粗糙度最高。

回归分析的方法进一步分析进行HySA集团表示,硬度和粗糙度的增加是由氧化铝的比例大大地促进了而不是硅。对硬度的影响取决于氧化铝的比例为二氧化硅的3.98和2.68倍。相比之下,粗糙度受到铝硅0.25和0.15。此外,眼泪是负面影响氧化铝与0.69倍和二氧化硅0.29倍。另一方面,硅是间接拉伸成比例为0.39,而氧化铝为0.02。

4所示。讨论

制造商通常状态硅树脂的机械价值不包括任何颜色,填充剂或添加剂时不能准确反映材料的临床性能用于extra-oral假肢。结果,而采用一种材料来创建面部假肢,颌面部镶牙专家和anaplastologists应该小心制造商的值(1]。

的概念相结合的复合纳米粒子与聚合物强化(NPs)填料和聚合物矩阵在新的三相复合强化是一个非常成功的组合,用于这项研究。除此之外,结合两种不同的微粒子在一个精确的比例可以提高综合素质的有机硅聚合物和呈现逼真的颌面假体更接近理想的属性。因此,选择两种类型的添加剂和用于这项研究在不同大小和特征。添加剂的纳米颗粒(NPs)具有高弹性模量和塞尺具有良好的灵活性13]。

不同的填料组合的协同效应可以解释为二氧化硅具有小尺寸粒子在做纳米的范围,大的表面积,与一个强大的界面反应和功能活动与其他材料(11]。这将导致一个更优秀的之间的接口₂O₃-SiO₂和硅矩阵这或许可以解释在某些情况下改善一些硅树脂的力学性能11]。

海岸一个硬度的结果表明,硬度增加,当纳米材料的加入增加了为每个添加纳米粒子。最高的增长是3% NS(38.6)相比,对照组(27)。NA和NS混合纳米颗粒,硬度的最高的意思是除了NA 1% + NS 2%(36.6)与对照组相比,见图1。这可能是由于空间通过nanofillers塞尺的色散增加材料的刚度。同样,有一个无意义的增加硬度1% NA这可能是由于nanofillers的材料数量不足(14]。

最高的撕裂强度和抗拉强度平均值颌面部硅胶后钢筋是nanosilica 2% NS组(图2)。同样,2% NA之间的撕裂强度和抗拉强度都是最高的,次高nanoalumina组(图3NA + 1%),其次是1% NS混合纳米颗粒在数字2和3,这可能是由于纳米颗粒的能力(NPs)被困在硅矩阵,然后在某些聚合物链,一个3 d网格会导致形成一个物理相互作用可能导致增加硅的密度和抗撕裂2]。这一结果可能是由于分子间的增加压力和填料表面的高分子链的吸附填料浓度的增加所带来的(10]。

撕裂强度和抗拉强度的降低1%浓度可能是由于非常少量的填料作为杂质,会影响硅树脂的聚合过程没有3 d网格的形成,而在撕裂强度降低3%,这是一种高浓度组可能会导致聚集在硅胶基质填料和结果的限制流和聚合物矩阵的运动当拉伸力增加(1]。

粗糙度的影响试验结果表明,人工老化100小时后添加纳米粒子与混合纳米颗粒显著增加2% NA + 1% NS,这是(0.78)相比,对照组(0.20)。这是因为混合纳米粒子的NA和NS,即使这些粒子被移除,仍紧密相连,在各种情况下聚合物链。这将是预测聚合物的孔隙度增加将导致增加表面粗糙度(10)如图4。

基于回归分析,四个测量结果之间的关系的重量百分比NA和NS可以被识别。硬度和粗糙度都大大地影响体重的百分比比NS NA。同样,撕裂强度大大地减少钠的增加而NS。相比之下,拉伸相比,大大地降低了与NS NA。

结果同意汉等人进行的一项研究推荐的nano-oxides Ti,锌、和Ce(表面处理)2 - 2.5% wt - 2186硅酮弹性体;这些浓度积极增强机械性能。他们的研究结果表明,浓度增加到3%,撕裂强度,抗拉强度降低。对比,当前研究的结果表明,使用nanosilica 2%,有一个改善的撕裂强度,抗拉强度、海岸一个硬度和表面粗糙度。然而,当浓度增加到3%,所有nano-oxides凝聚,导致硅酮弹性体的力学性能下降18]。

上述研究的结果与Tukmachi进行的一项研究的结果和阿里,把nanosilica浓度4 ~ 6% wt为颌面部硅胶m - 511存在。它表示所有nanosilica浓度组显示高度显著增加撕裂强度和抗拉强度与对照组相比。5%组显示其他群体之间最高的平均值。肖氏硬度显示高度显著增加与所有nanosilica浓度增加是与填料浓度直接成比例增加。本研究相比,当浓度增加到3%时,所有nano-oxides凝聚导致硅酮弹性体的力学性能下降19]。

这项研究有一定的局限性,是重要的承认。的研究必须使用不同的品牌进行纳米材料由于不可用的原材料供应商。此外,进一步分析也可以提供更多的结论性的结果,如微观结构和形貌分析使用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散谱仪(EDS)。

尽管小数量的样品申请的每个规范这两个纳米颗粒,NS氧化物填料纯度99.9%,30 - 50 nm,纯度和NA氧化物填料99.9%,40 - nm颌面部硅胶Tech-sil25,能够提高暴露在100小时后的力学性能加速风化等物质可以产生脸部假体在实践中更多的延伸服务。因此,零假设被拒绝。

5。结论

下面的结论基于当前研究的局限性可能说:最好的补充,提高了力学性能是2% nanosilica (NS)组在所有其他组织。最合适的复合混合纳米粒子的百分比nanosilica和nanoalumina填料被发现1% NA + 1% NS,根据这项研究,提高撕裂强度和抗拉强度值,同时保持可接受的值的硬度和粗糙度属性室温硫化硅胶(RTV) Tech-sil25颌面部硅胶。这项研究显示,添加各种填料具有不同性质和规模的适当比例的有机硅弹性体可以提高机械性能。不同类型的填料的复合强化承诺提高颌面部的防衰老的有机硅弹性体和维护的一些力学性能(海岸一个硬度、抗拉强度、撕裂强度和粗糙度),这将提供一个临床优势边际脸部假体的完整性。将提高审美素质的脸部假体通过允许一个薄利润更好的义肢拉伸和撕裂的可能性,这将增加假体使用寿命。未来的工作应该计划评估的效果增加nanosilica (NS), nanoalumina (NA)和混合纳米颗粒(HySA)使用其他方法如SEM和EDS分析(20.]。

数据可用性

研究数据用于支持当前研究的结果可从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

作者要感谢和欣赏努尔a贾西姆协助实验室工作。本研究从马来西亚理科大学由鲁伊·格兰特(项目没有:8014034)。