文摘

本研究调查的影响进行添加二氧化硅纳米粒子的物理化学性质、抗菌作用,和牙科石头的硬度类型4。牙科石头类型4粉是物理与纳米颗粒混合粉重量百分比(0、0.5、1、2%)。所需数量的粉末添加到水根据制造商的指示。准备的材料受到物理化学研究;傅里叶红外光谱传播(红外光谱)被调查官能团和x射线衍射(XRD)被用来评估结晶度。同时,扫描电子显微镜(SEM)被用来检查准备样品的形态。琼脂扩散试验进行的准备样品的大肠杆菌(大肠杆菌),金黄色葡萄球菌(金黄色葡萄球菌)测试平均增长率抑制区。最后,每组进行了表面维氏硬度试验用硬度计。二氧化硅纳米粒子添加到牙科石头类型4组的抑制区直径增加细菌显著( < 0.05)。结果表明,硅纳米粒子添加到牙科石头类型4组的抑制区直径增加细菌显著( < 0.0001)。所有组之间有显著性差异,两组0%细菌( < 0.0001)。此外,硅纳米颗粒的添加到牙科石头类型4表面硬度显著增加( = 0.0057)对物化性能没有任何影响。0%和0.5%组与2%组有显著差异( = 0.0046, = 0.0205)。然后,需要至少2%的二氧化硅纳米颗粒显著增加。临床试验需要扩大为牙科石头类型4含有二氧化硅纳米粒子在未来。

1。介绍

石膏,也称为二水硫酸钙(卡索4.2H2O),是一种矿物材料源于自然压缩或成双成对的水晶和清晰的亚硒酸可分裂的群众公认。石膏也可以在密集的和模糊的安排。这种材料广泛用于牙科铸和实验室的生产流程(1]。

在牙科,耐磨性和硬度具有严肃意义投射和模具进行实验室工作流程如贴面、铸件的健康检查,最终抛光。

一些报道表明,物理化学性质的评估是必要的解释吸附、混凝、粘度稳定,浮选,牙科材料,如水泥和石头的2]。微生物污染的牙科石头也是另一个应该考虑的主要因素。微生物可能起源于石头从受污染的印象,将牙科石膏模型转化为潜在的交叉污染(字体3,4]。牙科石头也可以感染期间制造的假体(5]。为牙科石材硬度是另一个主要属性,定义为抗缩进。它可以测量通过确定永久的压痕深度(6]。

根据报道,各种治疗方法已经提出提高物理化学、机械、牙科和抗菌作用的石头。无机填料粒子可以申请牙科材料来改善他们的属性。一些粒子,如石英、硅胶、锶、钡组成的石英玻璃,氧化锆一直应用于牙科材料等不同类型的无机填料(7]。最近的新奇已经利用纳米技术无机填料,改善他们的主要目标属性(8]。

纳米技术的科学材料的制造和操作100海里的范围由不同方法(9,10]。纳米材料的外观,包括胶粘剂和复合树脂,由这些技术进展(已被修改11,12]。小说和改性纳米材料改善了机械,抗菌,材料物理性质导致更好的临床制定(13]。硅基纳米粒子显示纳米技术的一个重要组成部分,由于其大小、表面积、生物相容性、抗菌作用,低毒性、低密度、高吸附容量(14]。

因此,本研究进行测试的影响添加二氧化硅纳米粒子的物理化学性质、形态、抗菌作用,牙齿的硬度石材类型4。

2。材料和方法

2.1。材料

硅纳米颗粒平均粒径50 nm买来Tamad卡拉公司(Iran-Tehran)。牙科石头类型4(雪岩)10分钟设置时间从Dk Mungyo购买公司——韩国。

2.2。样品制备

在这项研究中,标本被分成四组。在测试组1中,0.5%二氧化硅纳米粒子添加到牙科石头,而测试组2和3有1%和2%的纳米粒子,分别。牙科石头没有添加二氧化硅纳米粒子作为对照组。牙科石头类型4粉与纳米粒子物理混合粉重量百分比为0.5,1,2%。混合物是用近一小时,以防止粉末结块。所需数量的粉末添加到水根据制造商的指示(粉/水比100年的0.24 g / mL,设置10分钟的时间,和25°C)的温度和混合到一个统一的一致性得到(搅拌时间5分钟)。对红外光谱、XRD和SEM测试,100年µ克样本用于分析。微生物测试,光盘直径6毫米准备从获得的混合材料。三个磁盘准备每个标本。硬度试验,三个磁盘准备为每个标本(直径40毫米)使用塑料模具。

3所示。描述

准备样品受到物理化学研究以及扫描电镜图像。

3.1。物理化学研究
3.1.1。x射线衍射(XRD)

结晶度的评价模式(结晶或无定形状态)的死石头样品,没有硅纳米颗粒XRD模式是在室温下将样品完成的。样品暴露在x射线衍射设备(德国西门子模型D5000)和辐射波长为1.5405,40千伏的电压的电压和电流30 mA,和他们的设备记录的模式。x射线衍射(德国西门子、模型D5000)是用来评估结晶度的特征。

3.1.2。傅里叶红外光谱传播(红外光谱)

傅里叶透射红外光谱(FTIR)是用于调查可能的连接和官能团的识别。红外光谱模式测定在室温下对样本集。为此,0.5微克的准备样本放在锅的红外光谱设备(日本岛津公司、日本)和设备调整在400年到4000年的波长(cm−1)。

3.1.3。形态特征

形态和混合状态的评价死石头样品有无硅纳米粒子使用SEM进行。对于这个测试,2µ克样本放置在扫描电子显微镜(SEM)板,覆盖着一层薄薄的金(大约10海里)。工作距离是10.19毫米和设备电压被设定为15千伏。设置设备并选择放大后(2.5 kx),图片来自适当的区域在屏幕上在显微镜下。扫描电子显微镜(SEM、TESCAN Warrendale, PA)被用来检查准备样品的大小和形态。

3.1.4。抗菌测试

金黄色葡萄球菌(写明ATCC: 6538)大肠杆菌(写明ATCC: 25922)提供的巴斯德研究所伊朗(德黑兰,伊朗)。一个磁盘扩散技术用于测试组的抗菌性能。光盘直径6毫米从获得集中准备材料。然后,获得12组磁盘被分为四组每组(3)。第一组包含0.5%的纳米颗粒,纳米颗粒第二组包含1%,第三组包含2%的纳米颗粒。第四组没有纳米颗粒被认为是比较(0%组作为阴性对照组)。比较抑菌圈,万古霉素(30毫克/片)和利福平(5毫克/片)(积极的控制)。使用微生物盘子,穆勒辛顿琼脂培养基的。消毒棉签都淹没在微生物的解决方案在一个集中的一半麦克法兰(1.5×108),随后,在60°,草坪栽培进行了三次板。之后,拭子是转向中间板的一部分。 After 24 hours of incubation at 35°C, the created disks of samples were put on the culture medium. The plates were evaluated for the diameter of the inhibition zone surrounding the disks after 24 hours of incubation.

3.1.5。表面维氏硬度

三个磁盘准备为每个标本(直径40毫米)使用塑料模具。然后,泡沫和裂缝的标本被排除在研究之外。然后,获得12组磁盘被分为四组每组(3)。第一组包含0.5%的纳米颗粒,纳米颗粒第二组包含1%,第三组包含2%的纳米颗粒。第四组没有纳米颗粒被认为是进行比较。为每个组,表面维氏硬度测试进行24小时后设置的孵化器在37°C。

执行表面维氏硬度试验使用硬度计(高压- 1000 z,步伐技术),配备了金刚石压头。每个标本均获得三个压痕用0.5 N 15秒和三个读数的平均柳条硬度值为每个标本记录(15]。获得的数据进行统计分析。

3.2。统计分析

结果报告为平均数±标准差。Shapiro-Wilk测试以确定是否执行结果是正常的。比较的结果中调查组织(包括微生物和硬度测试),采用单向方差分析由于正常的数据分布。图基的事后测试是用于组织之间的分析。IBM SPSS软件(版本16日,纽约,美国)被用来分析数据。的p值小于0.05被认为是显著性水平。

4所示。结果与讨论

图1显示二氧化硅纳米颗粒平均粒径50 nm和球形形态。图2显示了石头的SEM图像含有二氧化硅纳米粒子;石头没有硅纳米颗粒(a)、石含有0.5%二氧化硅纳米颗粒(b),包含1%二氧化硅纳米颗粒(c)石头,石头含2%二氧化硅纳米颗粒(d)图2(一个)显示了石头没有二氧化硅纳米粒子,在纳米粒子的存在2 (b)- - - - - -2 (d)能清晰观察。纳米粒子表面相对均匀的分布在整个石头的矩阵。很明显,石颗粒大小在微米和纳米二氧化硅粒子的大小。Micro-circular的硫酸钙晶体可以观察到石颗粒为主。有一些微粒为牙科石头与石头的其他组件(图中可以看到2(一个))。Suryawanshi等人报道类似的形态硫酸钙石头和现有形态的原因是多维的存在倾斜micro-circular的硫酸钙晶体(16]。SEM结果表明,添加纳米颗粒后,没有明显的形态学变化与对照组相比,石头(石头没有纳米颗粒)。沙拉等人报告了类似的结果对银纳米粒子的加入到牙科石头类型4。在他们的研究中,银纳米粒子的加入没有任何影响牙科石头的形态控制相比没有纳米颗粒(17]。


图1
硅纳米颗粒平均粒径50 nm。
(一)
(一)
(b)
(b)
(c)
(c)
(d)
(d)
图2
(一)SEM图像的石头没有硅纳米颗粒,(b)石含有0.5%的二氧化硅纳米粒子,包含1%的二氧化硅纳米颗粒(c)的石头,石头(d)包含2%的二氧化硅纳米粒子。

图3(一)-3(d)显示了XRD测试结果准备的材料。广泛低强度在20°XRD峰石含有0.5%的二氧化硅纳米粒子,包含1%二氧化硅纳米颗粒的石头,石头含2%二氧化硅纳米颗粒的存在有关二氧化硅纳米粒子在石器矩阵。XRD峰的比较参考峰的来源还显示,磷酸钙的支气管炎变形是最丰富的变形在石头上的。Suriavanshi等人报道的类似案例磷酸钙石(16]。因此,在这项研究中,混合纳米粒子与石头没有影响其结晶度(无定形结晶状态的变化或多态类型)。


图3
(a)结果为XRD石头没有硅纳米颗粒,(b)石含有0.5%的二氧化硅纳米粒子,包含1%的二氧化硅纳米颗粒(c)的石头,石头(d)包含2%的二氧化硅纳米粒子。

红外光谱测试结果数据的准备样品了4(一)-4(d))。红外光谱分析显示所有官能团的吸收为主要山峰牙科石头和二氧化硅纳米颗粒。没有额外的峰出现在整个地区。峰值为1215厘米−1,1156厘米−1,1062厘米−1属于双频P = O(从磷酸基)。双峰值的3542 - 3500厘米−1有关拉伸的哦,可以表明水石的吸附以及硅纳米颗粒(18]。


图4
(一)结果为石红外光谱没有硅纳米颗粒,(b)石含有0.5%的二氧化硅纳米粒子,包含1%的二氧化硅纳米颗粒(c)的石头,石头(d)包含2%的二氧化硅纳米粒子。
4.1。微生物的发现

表1说明了抑菌圈测量的组织和控制金黄色葡萄球菌,大肠杆菌。单向方差分析结果表明,二氧化硅纳米粒子添加到牙科石头类型4组的抑制区直径增加细菌显著( < 0.0001)。图基的事后测试还表明,所有组之间有显著性差异,两组0%细菌甚至这意味着0.5%的二氧化硅纳米颗粒可能会导致显著的抗菌作用相比0%组(表2)。

表1
抑菌圈测量组(0%,0.5%,1%,2%)和积极的控制金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。
表2
结果图基的事后之间的抗菌测试组(0.5%,1%,2%)和0%的细菌群。

结果还显示更敏感金黄色葡萄球菌比大肠杆菌。Balaureet al。二氧化硅纳米粒子的抗菌作用也报告了类似的结果金黄色葡萄球菌比大肠杆菌(19]。许多研究表明,纳米材料显示出更好的抗生素对革兰氏阳性细菌对革兰氏阴性细菌,由于脂蛋白、磷脂的存在革兰氏阴性细菌的细胞壁20.]。

维氏硬度试验方法也称为显微硬度测试通常申请了一小部分,薄片,或渗碳层深度研究21]。根据硬度结果(表3和图5),将硅纳米粒子添加到牙科石头类型4表面硬度显著增加( = 0.0057)。图基的事后测试(表4)也显示,0%和0.5%组与2%组有显著差异( = 0.0046, 分别为= 0.0205)。这意味着需要至少2%的二氧化硅纳米粒子相比,牙科石头硬度显著增加纳米粒子的0%。

表3
硬度试验的结果组(0%,0.5%,1%,2%)。

图5
硬度试验的结果。星号代表一个统计上的显著差异( < 0.05)两组(0.5%,1%,和2%)和0%组。
表4
结果图基之间的事后测试硬度测试组(0.5%,1%,和2%)和0%组。

硬度增加的原因的纳米颗粒是由于小尺寸的纳米粒子和纳米粒子的表面积大,导致降低表面张力,增加水分的半水化合物牙科石头。因此,半水化合物在水中的溶解度增加,结晶发生得更快。因此,牙科石的孔隙度降低,使硬度(13,22]。同时,纳米颗粒之间的空间的渗透磷酸钙晶体牙科的石头和水吸收,导致这些纳米颗粒的沉积在现有空间(13]。Akkus等表明,纳米粒子的结合类型III和IV型牙科石头减少抗压强度(22]。De Cesero等人发现牙科石材的抗压强度是没有改变后的二氧化硅纳米粒子(13]。

5。结论

不同的治疗建议提高牙科石头的表面硬度。最近的新奇在无机填料的应用纳米技术,改善它们的属性的主要区域。结果表明,硅纳米粒子添加到牙科石头类型4增加表面硬度对物化性能没有任何影响。此外,测试组展示了明显的抗菌活性大肠杆菌和金黄色葡萄球菌相对于对照组(石头没有纳米颗粒)。

6。未来的视角

通过适当地了解牙科纳米材料的性质,其特定优势,限制,和福利就更好理解了。牙科纳米材料对未来有潜力,但目前很少有研究的临床应用。临床研究的帮助下这些纳米材料领域的牙科预计将增加在未来。它可能导致提高了病人的生活质量。与石膏纳米颗粒在将来的研究中,我们建议设置扩展的评估,设定时间,繁殖能力的实验细节。

数据可用性

这项研究的原始数据可以共享。

伦理批准

本研究伦理委员会批准的大不里士大学的医学科学(IR.TBZMED.VCR.REC.1400.164)。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

Navid Aghbolaghi跟Solmaz Maleki Dizaj同样起到了推波助澜的作用。他们应该考虑co-first作者。

确认

大不里士大学的副校长研究医学科学大大承认(论文数量:65690)。大不里士大学的副校长研究医学科学获得金融支持这项研究。