文摘

客观的。评价物理化学(吸附(SOR)溶解度(SOL),和程度的转换(DC))和机械(挠曲强度(FS)、弹性模量(我)和抗压强度(CS))胶粘剂的性质有不同的含水量(D₂O)。材料和方法。制定一个胶:55 wt % BisGMA, 45 - wt %, 0.5 wt % camphorquinone 0.5 wt % EDMAB和1.0 wt % DPIHP。D₂O粘合剂加入一定量(0 wt %, 10 wt %, 16 wt %)。通过红外光谱直流监控。FS,我,CS,琼和溶胶进行了测试。胶样品在去离子水、乙醇和丙酮。数据提交给方差分析和图基的测试(5%)。结果。对于直流,0 wt %组显著减少(68.09±0.14_一个)与10 wt % (87.07±0.81_B),16 (89.87±0.24 wt %组_B);10 wt %显示最高的FS (MPa)平均值(141.6±6.71_B)与0 wt % (109.4±20.5_一个),16 (107.8±15.8 wt %_一个)。CS (MPa)和我(GPa), 16 wt %显示最低的平均值(98.8±18.0_B和2.2±0.3_B分别)与10 wt %和0 wt %。琼,16 wt %的水显示最高的平均值和乙醇平均值最低的溶胶不管含水量。结论。含水量的数量和类型的老化溶剂显著影响胶粘剂的性能。

1。介绍

牙科复合材料正变得越来越受欢迎,因为他们的力量,迅速,控制聚合和审美外观。然而,有很大一部分在这些修复故障在短时间内(1]。失败的复合修复主要是观察在牙质/粘合界面。长期成功的因素的复合修复粘结层的完整性和质量存在的混合层(2]。

限制粘合剂层的耐久性的因素是不完善的聚合,胶的部分渗透到软化牙本质矩阵,相分离、水解降解胶粘剂的接口(3]。

牙本质基质酸腐蚀后的水分保持胶原纤维间空间的网络渗透的胶粘剂和构建一个均匀混合层(4]。然而,临床上,难以控制湿度。多余的水形成水水泡在胶粘剂,和相分离胶/牙质接口作为一种新型的债券出现缺陷(5),稀释单体的亲水性粘合剂和增塑剂聚合物,加速退化的胶粘剂接口(6]。

你们和他的同事们(7)开发了一种三元相图的牙质BisGMA组成的胶模型(双酚a A-glycidyl丙烯酸甲酯)、丙烯酸-(甲基丙烯酸羟乙基酯)和水。这个三元相图提供了有价值的大量的信息关于混溶,分配比,阶段划分的三个组件7]。hydrophilic-rich阶段主要由水组成,-。在临床条件下,大量的水在胶粘剂的组成系统应该影响胶的稳定性,可以限制hydrophilic-rich的聚合阶段,leach -周围组织,诱导细胞凋亡(8),DNA合成的影响。活性氧的生产(9)和牙龈成纤维细胞I型胶原蛋白的表达,抑制矿物形成的牙质可能发生(10]。除了水合牙质的水通过渗透过程,这可能是增加了牙髓的压力的存在,牙胶还可以从潮湿的口腔环境目前的水吸附(11]。

在口腔环境中,复合修复持续不断地暴露在化学药剂中发现唾液,食品和饮料。这些代理,当与温度变化和动态负载在咀嚼时,可能会影响口腔的长期性能复合(12]。一些有机溶剂可能会破坏聚合物复合结构(13]。据报道,沉浸在溶剂也加速材料的降解,软化聚合物矩阵通过增塑作用,并促进未反应的单体和降解产物的释放,导致类似的效果已经提到关于潮湿环境(14]。

因此,本研究的目的是评估chemomechanical属性和物理变化下老化与不同类型的实验胶溶剂不同含水量(D₂O)。因此,零假设测试如下:(1)该模型用不同的水胶的内容(D₂O)无法实现chemomechanical和物理性质类似的结果;(2)不同的老化溶剂不能产生类似的效果的物理吸附/溶解度性质实验粘合剂。

2。材料和方法

2.1。模型粘合剂成分

模型-胶粘剂由(Sigma-Aldrich,圣路易斯,密苏里州,美国)和BisGMA (Sigma-Aldrich,圣路易斯,密苏里州,美国)的质量比45/55 (- / BisGMA)。所使用的光如下:0.5 wt % camphorquinone (CQ)作为疏水性光敏剂,0.5 wt % ethyl-4 -(二甲胺基)苯甲酸(EDMAB)作为疏水性还原剂,和1.0 wt % diphenyliodonium方法(DPIHP)作为亲水性coinitiator(都来自Sigma-Aldrich,圣路易斯,密苏里州,美国)。整洁的树脂在棕色玻璃瓶中的准备,激起了48 h,形成一个齐次解(15]。

D₂O (99.9%;Sigma-Aldrich,圣路易斯,密苏里州,美国)被添加到整洁的树脂在变量数量:0 wt %, 10 wt %,并基于[16 wt %,5]。这些D的浓度₂根据三元相图[O被添加16]。D₂O(重水)是用来代替水,以免巧合在红外光谱中的谱峰的16]。

2.2。程度的转换(DC)

直流监控原位用红外光谱仪(FTIR / ATR, PerkinElmer,沃尔瑟姆,妈,美国)4厘米的一项决议⁻¹。

10卷µL实验胶模型放置在ATR水晶,透明盖玻片是附有一张磁带放在样品防止蒸发组件(6]。20-s-exposure LED单元(黛米光固化体系,克尔公司(美国),在强烈的1200 mW /厘米²后,启动50光谱被记录下来。实时红外光谱是连续记录:600年代之前,期间和之后光固化(17]。时间分辨光谱收集器(美国马光谱扫描基线,PerkinElmer)用于连续和自动的光谱在光固化。

直流决心使用下面的方程,它是基于带强度比率(峰面积)之前和之后的光固化(从1638厘米⁻¹到1608厘米⁻¹)[16(方程(1))。直流进行了一式三份,结果取平均值。聚合的速率决定了第一个衍生物的时间与直流曲线。

2.3。抗弯强度和弹性模量

每组十个标本(0 wt %, 10 wt %, 16 wt % D₂O)准备。未熏制的胶模型放在矩形硅模具(12毫米长度×2毫米宽×2毫米高)(18),聚酯薄膜覆盖地带和顶面20年代的光固化(黛米LED光固化系统)在三种不同位置(中间,和左)。底部表面也是光治愈20年代每个(中间,和左)。标本保存在蒸馏水48 h在37°C完成聚合。

抗弯性能进行评估使用三点抗弯强度测试执行与一个万能试验机(位的dl - 200 MF、圣Jose dos Pinhais SP,巴西),十字头0.5毫米/分钟的速度。挠曲强度在骨折,通过测量负载和弹性模量的计算是基于记录的荷载挠度曲线(19]。

2.4。抗压强度

每组十标本准备使用硅模具(高度4.0毫米直径×8.0毫米)。

硅模具填充四约2.0毫米厚的增量和轻型治愈20年代(1200 mW /厘米²;峰值波长453 nm;LED光固化系统,黛米加,克尔公司、美国WI)为每个层。最后一个增量是聚酯薄膜覆盖地带和载玻片和轻型治愈了20年代。进行了额外的光固化20年代在每个气缸的侧脸硅胶模具后删除。标本保存在个人瓶48小时完成聚合(20.]。

压缩负荷下的标本进行评估与十字头在万能试验机1毫米/分钟的速度,和数据。

2.5。吸附和溶解性

每组三十圆盘形的标本(0 wt %, 10 wt %, 16 wt % D₂O)使用硅胶模具制造(6.0毫米直径x2.0毫米高)[21]。未熏制的粘合剂是放置在硅模具。聚酯薄膜带和载玻片被放置到硅模具,和胶粘剂的灯光是治愈20年代。额外的光固化了20年代进行标本的底部。包含新鲜标本保存在干燥器干燥的硅胶(18]。24小时后,标本使用分析天平称重的0.0001 g(梅特勒-托利多,哦,美国)。这个循环重复,直到一个恒定的质量(mi)。

每组的标本被随机分为三组(n= 10),根据老化的解决方案:水、乙醇和丙酮。接下来,标本沉浸在1毫升衰老的解决方案在37°C为28天。这一时期后,标本被移除,涂抹干,reweighed(女士)。标本被再次干干燥器内,体重每天直到一个恒定的质量(md)来实现。中给出的数据比例的总损失的重量(溶解度)或增加体重(吸附)20.]。

吸附和溶解度计算使用方程(2)和(3)。

2.6。统计分析

直流(%)的获得数据,抗弯强度(MPa)、(GPa)弹性模量和抗压强度(MPa)分析了使用单向方差分析和图基的测试(5%)。吸附(%)和溶度(%),数据列表值和均值分析使用双向方差分析和图基的测试(5%)。

3所示。结果

表1显示了粘合剂,弯曲强度、弹性模量和抗压强度。机械的测试结果显示浓度统计差异。胶模型0 wt % D₂O显示直流平均值最低比10 wt %和16 wt % D₂O ( )。实验10 wt % D的粘合剂₂O显示最高的挠曲强度平均值相比其他组( )。弹性模量的胶粘剂与0 wt % 10 wt % D₂O显示的平均值高于16 wt % D₂O ( )。同时,抗压强度,实验胶16 wt % D₂O显示最低的平均值( )。

图1介绍了动力学结果对应的光固化胶粘剂的配方模型与不同数量的氘。图1(一)介绍了直流随着时间的推移,和可以观察增加转换曲线50个数据收集后,显示从30到50年代的光固化过程。这最初的增长后,曲线显示小变化随着时间的推移(胶稳定后转换)。图1 (b)介绍了聚合速率。可以观察到水的依赖。这些效应提供了最大聚合速率下降,扩大了导数的峰值,感动了最大峰更长时间的增加₂o .图1 (c)礼物的转化率,这意味着多少反应速度取决于反应的时间。0 wt % D的胶粘剂₂O转化率最高;然而,这只发生在一开始反应的40%(转换后的α= 0.4)的单体,是这个反应速率急剧下降。粘合剂与10或16 wt % D₂O转化率较低,但是他们的减少是低于0 wt % D₂O。

进行动力学研究,为代表的自催化模型方程(4)使用。这个方程列出四个常量:k(速度常数),米(自催化的指数项),n(反应的指数阶项)c(反应产生)。自催化项对应的自由基聚合链中增加反应速度。反应阶项对应的双键反应,转化率的增加,会降低反应速度在一个敌对的方式催化项(19]。

图2介绍了聚合速度的时间的函数转换。在图中给出的实验数据2,调整自催化反应的动力学模型,并从该模型获得的结果展示在表2。

自催化模型有一个连贯的适合实验值,观察的增加速度的函数反应的上半年产量和不同产量下降速度值。起初,反应自己的产品(聚合的传播)刺激转换,在第二阶段,链终止的现象发生聚合速率下降。

表2介绍了自催化过程的方程的动力学常数(方程(4))。结果表明,添加D₂O胶模型累进动力学常数的变化引起的。随着数量的D₂O增加,减少速度常数(k)。自催化的指数项(米)的增加没有明显变化₂O胶模型。反应的指数阶项(n)是显著降低当比较0 wt % D₂O 10%和16 wt % D₂啊,但是没有10%和16 wt % D之间的区别₂o .常数c对应于反应的程度,表现出的反应程度的增加由于增加D₂O胶粘剂。

意思是吸附和溶解度值获得不同老化的解决方案是为每个组表3。的吸附、水和乙醇显示统计差异三粘合剂的配方(0 wt %, 10 wt %, 16 wt % D₂O)。在丙酮、实验胶粘剂与0 wt % 10 wt % D₂O显示平均值显著低于16 wt % D₂o .考虑到不同的配方,试验胶16 wt % D₂O吸收溶剂比0 wt % D₂o .在溶剂中,水是最被样品吸收。

样品以0 wt % D₂O显示溶度的平均值低于16 wt % D₂O在乙醇和丙酮,但高水。样本10和16 wt % D₂O并没有统计上的不同,还考虑所有溶剂中的溶解度。在所有浓度(0 wt %, 10 wt %, 16 wt % D₂O)、乙醇显示最高的溶解度的平均值相比,水和丙酮。

图3礼物代表图吸附的牙质胶粘剂(%)与存储时间。粘合剂的吸附曲线与0 wt % 10 wt % D₂沉浸在阿水和丙酮显示相同的特征。前两天(地区),有质量的增加。经过那段,少质量稳定后(地区B) (C)的地区。16 wt % D的胶粘剂₂O沉浸在水或丙酮显示更大的吸附,而0 wt % D的胶粘剂₂O沉浸在同一媒体显示更少的吸附。

0 wt % D的胶粘剂₂O浸没在乙醇从他人表现出不同的行为。有质量的增加,直到第二天紧接着吸附大量下降,大约60%的质量吸收前两天。10 wt %的粘合剂和16 wt % D₂O显示,分别有6%和15%的吸附损失两天之后的存储(地区B)。

4所示。讨论

本研究中使用的模型粘合剂树脂由丙烯酸-和BisGMA质量比为45/55,光3]。商业胶粘剂由于未知和未使用复杂的成分,可能会影响结果和影响再现性(2,21];因此,一个完全已知的配方需要更好地理解胶粘剂在潮湿的行为模拟临床环境下老化。

剂用于本研究结合疏水(0.5 wt % CQ作为疏水性光敏剂和0.5 wt % EDMAB疏水coinitiator)和亲水性(1.0 wt % DPIHP亲水碘鎓盐)特点和显示好的结果与DC的粘合剂在先前的研究观察到水的存在(5,18,19]。DPIHP作为亲水性coinitiator改善直流和机械性能的粘合剂、诱导hydrophilic-rich阶段的一个更好的行为(22]。这种效应相关的行动能力作为电子受体,再生光敏剂分子(如CQ)代替或生成终止自由基。的亲水性树脂的光将允许光扩散更自由地在hydrophilic-rich阶段,改善其力学性能。然而,DPIHP活动没有光敏剂的存在(22]。

不同数量的维₂O(重水)被添加到模拟湿粘结牙质的条件,并允许在光固化胶粘剂的分离阶段。这些D的浓度₂根据三元相图[O被添加7),0 wt % D₂O代表一个整洁的树脂,10 wt % D₂O限制宏观分离的树脂混合物,和16个wt % D₂O, macrophase分离发生(5]。

胶的聚合反应是一个复杂的机制,极大地影响其结构和性能(22,23]。

直流、整洁的树脂(0 wt % D₂O)表现出最低的重要价值和最高的聚合率相比,D的配方₂O(数据1和2),如发现之前(12,14,24,25]。这个结果可以解释由于活性物种的增强流动性的低粘度稀释在水里(14,24,25]。胶的粘度模型与含水量低于配方没有水(25]。聚合速率降低而增加水(D₂O)内容(图2)。聚合速率值自加速的结果影响自由基聚合(凝胶效应),这是与粘度的树脂单体,高粘度会有高聚合速率(15]。

反应的动力学常数确定时,催化的指数项没有进行重大改变的D₂然而,o .速度常数(k)和反应的指数阶项(n)减少与增加的D₂o .的增加速度常数(k)由D的缺失造成的₂O可能与自由基的大量活跃的在中。关于反应的指数阶项(n),速度的损失由于单体的消失与反应机理的改变(18),可以由链转移的过程。然而,机制的变化有利于胶模型,因为它允许更大的扩展的聚合反应,提高最终的属性。

机制的变化可以修改聚合反应速度,和直流会影响胶模型的其他属性,如与水的相互作用。当启动传输链D₂O和聚合过程开始,这个新链提供了一个额外的羟基相比与0 wt % D胶模型₂o .羟基的增加可能在胶粘剂支持透水性的过程(亲水性),影响其耐久性。

弯曲强度等力学性能测试,(26)、弹性模量和抗压强度(27,28),是相当重要的由于机械负载的模拟在咀嚼。挠曲强度,观察平均值最高的10 wt % D₂O组,统计不同于0 wt %和16 wt % D₂O ( )。弹性模量的平均值也最高的10 wt % D₂O组和只是统计上不同于16 wt % D₂O组( )。

的抗压强度,样品应该在应用程序崩溃的垂直力的长轴材料(29日]。在目前的研究中,只有样品0 wt % 10 wt % D₂啊,崩溃了。16 wt % D的标本₂O只适应根据给出的负载增加和减少高度和一些裂缝。然而,即使没有崩溃,测试是由万能试验机自动停止。

抗压强度显示统计D的浓度之间的差异₂O在胶粘剂配方( ),16 wt % D在哪里₂O组显示值最低。这些结果可以解释,因为在这些标本,有空间产生的泡沫,使标本不耐。这水含量(16 wt %)超过溶混性限制,导致macrophase分离胶,你们确认的结果等。4]。虽然不同的含水量增加胶粘剂(10 wt %和16 wt %)不存在显著差异的传播和终止聚合、力学性能(压缩和弹性模量)和多余的水分影响更大(16 wt %)。不同的水/ D₂O浓度可能出现在胶导致材料的非均质性,和更多的异构材料,更大的概率明显弱结构将发生在一些地区。很可能,在功能、压力将集中于两个阶段的极限。恶化的材料可以在应力集中部位。因此,多余的水可能发挥关键作用的完整性和耐久性胶粘剂/牙质界面应力发生在口腔环境下。

出于这个原因,第一个零假设被拒绝了。

认识到多余的水/ D的影响₂O和类型的阶段可以让我们更好地了解牙科粘合剂。水存在牙质表面在胶粘剂的应用系统在不同浓度因为它随牙质的结构。牙质的声音不同于牙质的影响,根据深度、不同年龄的病人,即使操作者的技能。此外,水也出现在胶粘剂组成(如溶剂)和非固有地在口腔环境中(23]。

吸附和溶解性分析是重要的物理性质了解胶系统的性能在口腔环境和水的存在以及有机溶剂(乙醇或丙酮)出现在食物和饮料(30.]。所有胶配方下老化方案呈现显著差异的吸附行为。所有样品表现出快速吸附在第一浸(图8天3)。最高的平均值的吸附了16 wt % D₂在所有的解决方案。这个结果也符合公园等。14]。这可以解释,因为在16 wt % D₂啊,有空地,水被禁锢由于相分离。当这裹入水开始蒸发从空孔,能够储存更多的解决方案,加速退化和减少机械性能(19]。

样品在乙醇和丙酮吸附的平均值高于样品在水31日]。这个结果可能与分子量有关:18克/摩尔水、乙醇46克/摩尔,58克/摩尔丙酮。所有粘合剂的配方在老龄化的解决方案也表现出不同的溶解行为。乙醇和丙酮似乎妥协的样品多水。溶剂可能取决于之间的极性物质(12]。水溶度参数高于甲基丙烯酸酯单体,使其成为弱溶剂(12,32),这意味着需要更多的时间来促进塑化和聚合物的降解。

聚合物的膨胀过程受到介质发生由于聚合物引起的渗透效应;纯液体蒸汽压较低比液体吸收聚合物(29日]。粘合剂在区域(图的行为3)增加聚合物的质量。随后,发生了质量损失(地区B)由于未反应的单体迁移解决方案(33,34]。溶剂渗透单体的矩阵,并导致增加吸收和矩阵塑化,和未反应的单体释放。

由于单体的溶解在乙醇和丙酮比在水里,结果表明乙醇促进更大的吸附(单体溶剂渗透矩阵),从而导致更大的溶解度(亲水和疏水单体的洗脱)。

根据红外光谱数据,可以得出结论:0 wt % D的胶粘剂₂O显示更少的单体转化为聚合物,呈现更大数量的未反应的单体之间的链(33,34]。粘合剂沉浸在水和丙酮有轻微的质量损失地区B(图3),因为只有这些媒体的丙烯酸-溶解度高。BisGMA溶于乙醇;因此,胶粘剂的质量损失与0 wt % D₂O可以与释放BisGMA相关媒体。10 wt %的粘合剂和16 wt % D₂啊,没有表现出这种行为,可能是因为大多数BisGMA困在链。这些结果是一致的,表明这些粘合剂显示更大程度上的反应。

因此,第二个零假设被拒绝了。

最有效的胶粘剂系统亲水性单体和溶剂的浓度高,这可能是水、乙醇或丙酮。湿牙质的识别和维护是难以实现,因为它取决于溶剂的类型胶粘剂以及操作者的技能和解释有关制造商的指示,干燥时间,齿间距离和注射器(35- - - - - -37]。多余的水可能粘附界面转换成半透膜,高容易降解的影响水(38]。

研究人员已经证实,水性和水/乙醇作为动力粘合剂有更好的性能在干燥的表面(如牙齿治疗的牙髓学的)和acetone-based胶粘剂湿表面具有更好的性能39]。然而,从临床的角度来看,这几乎是不可能准确地确定理想的表面水分。此外,混合层中的水的存在可能会影响形成高度交联的聚合物,使润湿技术困难和不可预知的(6,40]。

一些调查表明,干软化牙本质粘接的可能是一个选项来减少水的数量被困在混合层,这个多余的水的问题。Reis et al。37)注意到,有可能获得高粘结强度值之间的粘合剂和脱水牙质。摩擦动作可以增加组件动力学和允许更好的向内扩散的单体,溶剂分散(34]。Zander-Grandeet al。40)临床评估修复粘附在干燥和潮湿的牙质,和作者得出结论,象牙质水化对胶粘剂保留没有显著的影响,为临床医生的大力摩擦行动提供了粘合剂的牙本质表面(40]。

多余的水的理解是极其有害的胶粘剂的不同属性,有必要对胶粘剂系统的行为进行更多的研究最多样化的临床条件下,因为它将受到多余的水在牙质和缺乏水治疗牙髓学的牙齿;hypermineralized和增白牙质;年轻或年老;和健康、caries-affected或断裂。新组件的发现具有更好的亲水性和疏水性特征也是可能的。

5。结论

不同浓度的水(D₂O)在实验中添加粘合剂配方和老化溶剂显著影响的物理化学和力学性能实验模型。10 wt %的水可能会积极影响程度的转换、抗弯强度、弹性模量、抗压强度、吸附和溶解性的牙质粘附模型,过多和缺乏D₂O是有害的胶粘剂(40]。

程度的转换:

吸附:

溶解性:

自催化过程:

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

伦理批准

本文不包含任何研究参与者与人类或动物由作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。