Μικροσκοπική μελέτη της διαστρωμάτωσης ακρυλικών δοντιών οδοντοστοιχιών

Transcript

1 Διπλωματική Εργασία Μικροσκοπική μελέτη της διαστρωμάτωσης ακρυλικών δοντιών οδοντοστοιχιών Μαγδαληνή Μανασή Κατεύθυνση Κινητής Προσθετικής και Προσθετικής Εμφυτευματολογίας Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Σχολή Επιστημών Υγείας, Τμήμα Οδοντιατρικής Τομέας Προσθετικής Εργαστήριο Οδοντικής και Ανωτέρας Προσθετικής Θεσσαλονίκη 2014

2 Τριμελής Εξεταστική Επιτροπή: Ε. Κωτσιομύτη, Αναπληρώτρια Καθηγήτρια (Επιβλέπουσα) Α. Πισιώτης, Καθηγητής, Διευθυντής Εργαστηρίου Οδοντικής και Ανωτέρας Προσθετικής (μέλος) Ι. Εμμανουήλ, Επίκουρος Καθηγητής (μέλος) 1

3 2 Στην οικογένειά μου και στον Θανάση

4 Περιεχόμενα Περίληψη... 5 Abstract... 6 Εισαγωγή... 7 Απαιτήσεις των τεχνητών δοντιών οδοντοστοιχιών... 7 Υλικά τεχνητών δοντιών οδοντοστοιχιών... 8 Σύνθεση των ακρυλικών πολυμερών... 9 Σύνθεση και δομή των ακρυλικών τεχνητών δοντιών Τεχνητά δόντια από διασταυρωμένα ακρυλικά πολυμερή Τεχνητά δόντια από σύνθετα υλικά Ιδιότητες των ακρυλικών τεχνητών δοντιών ανάλογα με τη σύνθεση και δομή τους Αντοχή του δεσμού της σύνδεσης των ακρυλικών δοντιών με τις βάσεις Σκληρότητα και μηχανική αντοχή Αντίσταση στην αποτριβή Αισθητική Η δομή κατά στρώματα των ακρυλικών δοντιών Σκοπός Αντικείμενο - Επιδιωκόμενοι στόχοι Μηδενικές υποθέσεις: Μέθοδος και Υλικά Υλικά Πειραματικός σχεδιασμός Πειραματική διαδικασία Προετοιμασία - Κατασκευή των δοκιμίων Κοπή των δοκιμίων Λείανση των δοκιμίων Μετρήσεις Παρατήρηση Εμβαδομέτρηση

5 Σκληρομέτρηση Χώροι πειραματικής διαδικασίας Στατιστική ανάλυση Αποτελέσματα Παρατήρηση των δοκιμίων στο μεταλλογραφικό μικροσκόπιο Εμβαδομέτρηση Σύγκριση μεταξύ των τομών για κάθε εμπορικό προϊόν και κάθε τύπο δοντιού Σύγκριση μεταξύ των εμπορικών προϊόντων για κάθε τύπο δοντιού και κάθε τομή Σύγκριση μεταξύ των τύπων δοντιών για κάθε τομή και κάθε εμπορικό προϊόν Μικροσκληρότητα Σύγκριση της σκληρότητας του εσωτερικού στρώματος μεταξύ των εμπορικών προϊόντων Σύγκριση της σκληρότητας του εξωτερικού στρώματος μεταξύ των εμπορικών προϊόντων Σύγκριση μεταξύ εσωτερικής και εξωτερικής σκληρότητας για κάθε εμπορικό προϊόν Συζήτηση Γενικές παρατηρήσεις από τη μικροσκοπική εικόνα των εμπορικών προϊόντων Διαφορές μεταξύ των εμπορικών προϊόντων για κάθε τομή και κάθε τύπο δοντιού Διαφορές μεταξύ των τύπων δοντιών για κάθε τομή και κάθε εμπορικό προϊόν Συσχέτιση της μικροσκοπικής εικόνας της διαστρωμάτωσης με τις κρίσιμες ιδιότητες Αντίσταση στην αποτριβή Σύνδεση των τεχνητών δοντιών με τη βάση Σκληρότητα Περιορισμοί της μελέτης και προτάσεις για περαιτέρω έρευνα Συμπεράσματα Βιβλιογραφία Παράρτημα Ευχαριστίες

6 Περίληψη Τα τεχνητά δόντια οδοντοστοιχιών αποτελούν αναπόσπαστο κομμάτι της προσθετικής αποκατάστασης των μερικά και ολικά νωδών ασθενών. Η βιβλιογραφία επικεντρώνεται σε εργαστηριακές μελέτες κυρίως σχετικά με τις μηχανικές ιδιότητες και την αντοχή του δεσμού της σύνδεσής τους με τις βάσεις. Οι σύγχρονες μέθοδοι κατασκευής ακρυλικών δοντιών περιλαμβάνουν την τεχνική της διαστρωμάτωσης, για τις επιδράσεις της οποίας στις ιδιότητες των ακρυλικών δοντιών δεν υπάρχει αντίστοιχη επιστημονική τεκμηρίωση. Σκοπός της παρούσας έρευνας ήταν η μελέτη της τοπογραφίας των στρωμάτων από τα οποία δομούνται τα ακρυλικά δόντια των κινητών προσθέσεων, μέσω της μικροσκοπικής παρατήρησης και εμβαδομέτρησης αυτών. Τα τεχνητά δόντια που μελετήθηκαν ήταν ακρυλικά δόντια οδοντοστοιχιών από διασταυρωμένο πολυμερές που κυκλοφορούν ευρέως στην ελληνική και ευρωπαϊκή αγορά. Χρησιμοποιήθηκαν 12 κεντρικοί τομείς, 12 κυνόδοντες και 12 πρώτοι προγόμφιοι άνω γνάθου από πέντε εμπορικά προϊόντα, στα οποία έγιναν 3 οριζόντιες τομές στο κοπτικό, μέσο και αυχενικό τριτημόριο. Οι επιφάνειες των τομών παρατηρήθηκαν σε μεταλλογραφικό μικροσκόπιο και έγινε λήψη φωτογραφιών, από την ανασύνθεση των οποίων έγινε καταγραφή του αριθμού των στρωμάτων και εμβαδομέτρηση. Ακόμη, μετρήθηκε η μικροσκληρότητα σε επιλεγμένα στρώματα των δοντιών με τη δοκιμασία Knoop. Η στατιστική ανάλυση των δεδομένων έγινε με δοκιμασίες Student s t-test, Mann-Whitney, paired samples t-test, Wilcoxon, One Way Anova και Kruskal-Wallis, ανάλογα με τις συγκρίσεις και τις συνθήκες. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι σε όλα, εκτός από ένα, από τα ακρυλικά δόντια που μελετήθηκαν, ήταν εμφανής η διαστρωμάτωση. Παρατηρήθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές ως προς την έκταση των στρωμάτων μεταξύ των διαφόρων τύπων δοντιών (κεντρικοί, κυνόδοντες, προγόμφιοι), μεταξύ των προϊόντων, καθώς και μεταξύ των επιφανειών παρατήρησης. Ακόμη, διαφορές παρατηρήθηκαν στη μικροσκληρότητα, μεταξύ των εμπορικών προϊόντων, αλλά και μεταξύ των στρωμάτων. Συμπερασματικά, η δομή κατά στρώματα των ακρυλικών δοντιών από διασταυρωμένο πολυμερές είναι διακριτή μικροσκοπικά, διαφοροποιείται από την κοπτική/μασητική προς την αυχενική επιφάνεια, και συνοδεύεται από διαφορές στη μικροσκληρότητα. 5

7 Abstract Denture teeth are widely used for the prosthetic rehabilitation of partially and completely edentulous patients. A variety of scientific research articles examine the mechanical properties and the bond strength of acrylic teeth with denture bases. Although it is known that contemporary methods of constructing denture teeth include layering of the acrylic structure, there is a lack of published information on its effect on the critical properties. The purpose of the present study was to microscopically identify the different layers that acrylic teeth are composed of, and to record the number and the area of these layers. Five brands of cross-linked acrylic denture teeth, widely available in the european market were included. Twelve upper central insicors, 12 upper canines and 12 upper first premolars of each commercial product were used and were horizontally sectioned at 3 levels (insical, median, cervical). The sectioned surfaces were microscopically observed and photographs were taken. After recomposition of the photographs, the number of layers was recorded and their area was calculated. The microhardness of the layers was measured on selected specimens using Knoop hardness test. Data were statistically analyzed using Student s t-test, Mann-Whitney test, paired samples t-test, Wilcoxon Analysis, One Way Anova and Kruskal-Wallis test, depending on the comparisons. All but one of the acrylic teeth revealed their layered structure. The topography of layers differed among the types of teeth, the commercial products and the sectioned surfaces. Microhardness differences were also observed among the various brands and layers. In conclusion, the layered structure of cross-linked acrylic teeth is microscopically identifiable. It is differentiated from the incisal/occlusal surface towards the basal surface and it is accompanied by microhardness variations. 6

8 Εισαγωγή Οι κινητές αποκαταστάσεις αποτελούν ένα αποτελεσματικό μέσο για την αποκατάσταση των μερικά και ολικά νωδών ασθενών. Τα τεχνητά δόντια των κινητών οδοντοστοιχιών συμβάλλουν στην υλοποίηση των σκοπών των προσθέσεων, καθώς αντικαθιστούν τα ελλείποντα δόντια και αποτελούν το μέσο με το οποίο επιτυγχάνεται η ενίσχυση της λειτουργίας του στοματογναθικού συστήματος και η βελτίωση της αισθητικής. Απαιτήσεις των τεχνητών δοντιών οδοντοστοιχιών Τα τεχνητά δόντια θα πρέπει να καλύπτουν ορισμένες απαιτήσεις, ώστε να εξυπηρετούν αποτελεσματικά τον ασθενή αλλά και να εξασφαλίζουν τη μακροβιότητα των προσθετικών αποκαταστάσεων. Στις απαιτήσεις αυτές περιλαμβάνονται: i. Σύνδεση με τη βάση της οδοντοστοιχίας Υψηλής αντοχής σύνδεση με τη βάση Συμβατότητα με το υλικό της βάσης, ώστε η ενσωμάτωση, δηλαδή η τοποθέτηση των δοντιών στη βάση να μην επηρεάζει τις ιδιότητες της τελευταίας Παρόμοιο συντελεστή θερμικής διαστολής με τη βάση, για αποφυγή τάσεων στη διεπιφάνεια κατά τις αλλαγές θερμοκρασίας στη στοματική κοιλότητα ii. Μηχανικές ιδιότητες και ιδιότητες επιφάνειας Σκληρότητα που δε θα προκαλεί αποτριβή των ανταγωνιστών φυσικών δοντιών Αντίσταση στην αποτριβή των ίδιων των τεχνητών δοντιών Ευκολία εκτροχισμού και λείανσης Μηχανική αντοχή, ώστε να ανταπεξέρχονται στις μασητικές δυνάμεις Ικανότητα απορρόφησης των δυνάμεων, ώστε να μη μεταφέρονται δυσμενώς στην υπολειμματική ακρολοφία iii. Άλλες ιδιότητες Χαμηλή πυκνότητα, ώστε να μην αυξάνει το συνολικό βάρος της κατασκευής Αντίσταση στη διαλυτότητα στα στοματικά υγρά Αισθητική, κατάλληλο χρώμα, διαφάνεια και υφή Ελάχιστο θόρυβο κατά τη σύγκλειση των δοντιών Βιοσυμβατότητα (McCabe & Walls 1998, Combe και συν. 1999) 7

9 Υλικά τεχνητών δοντιών οδοντοστοιχιών Τα υλικά που έχουν χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή των τεχνητών δοντιών των κινητών αποκαταστάσεων είναι το ακρυλικό πολυμερές και η πορσελάνη, με διαφορετικές ιδιότητες, πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα το καθένα και επομένως διαφορετική κάλυψη των απαιτήσεων, που πρέπει να πληρούν τα τεχνητά δόντια. Η χημική σύνδεση των ακρυλικών δοντιών με τις βάσεις ενισχύεται από το γεγονός ότι η βασική επιφάνεια των δοντιών, δηλαδή η επιφάνεια που ενσωματώνεται στη βάση, μαλακώνει, με την επίδραση του μονομερούς του φυράματος της βάσης, κατά το στιβαγμό. Τα τεχνητά δόντια από πορσελάνη, αντίθετα, συγκρατούνται μηχανικά στη βάση, με καρφίδες στα πρόσθια δόντια και οπές στα οπίσθια (Anusavice 2003, Craig και συν. 2000). Σύμφωνα με την προδιαγραφή ANSI/ADA No. 15 (Cunningham 1993) για τα πλαστικά δόντια, η αντοχή της σύνδεσής τους με τη βάση δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 31MPa και, κατά την πειραματική δοκιμασία, η θραύση δεν πρέπει να συμβαίνει στη διεπιφάνεια. Για τα δόντια από πορσελάνη δεν υπάρχει αντίστοιχη προδιαγραφή (Craig 1997, McCabe & Walls 1998). Ο συντελεστής θερμικής διαστολής της πορσελάνης (7 C -1 ) και το μέτρο ελαστικότητας (80GPa) διαφέρουν πολύ από τα αντίστοιχα των ακρυλικών πολυμερών (80 C -1, 2.5Gpa), προκαλώντας ρωγμές στη βάση γύρω από τον αυχένα των δοντιών (Anusavice 2003, McCabe & Walls 1998). Τόσο τα ακρυλικά, όσο και τα δόντια από πορσελάνη, είναι αδιάλυτα στα στοματικά υγρά, ενώ η πορσελάνη είναι αδιάλυτη και σε οργανικούς διαλύτες, όπως οι αρωματικοί υδρογονάνθρακες και οι κετόνες. Ωστόσο, η πορσελάνη παρουσιάζει μεγαλύτερη σταθερότητα διαστάσεων σε υγρό περιβάλλον και μικρότερο κίνδυνο παραμόρφωσης από τις εφαρμοζόμενες δυνάμεις, σε αντίθεση με τα ακρυλικά, τα οποία προσροφούν νερό και έχουν μικρή αντίσταση στον ερπυσμό (McCabe & Walls 1998). Η πορσελάνη έχει μεγαλύτερη πυκνότητα από το ακρυλικό (2.4 g/cm 3 και 1.2 g/cm 3 αντίστοιχα), με αποτέλεσμα να αυξάνει το συνολικό βάρος της αποκατάστασης (McCabe & Walls 1998). Υπάρχει μεγάλη διαφορά στη σκληρότητα μεταξύ των δύο ειδών τεχνητών δοντιών, με την πορσελάνη να έχει τιμές περίπου 500VHN και το ακρυλικό 20VHN. Λόγω αυτής της διαφοράς σκληρότητας, τα ακρυλικά δόντια τροχίζονται και λειαίνονται εύκολα, ενώ η μεγάλη σκληρότητα της πορσελάνης καθιστά δύσκολη αυτή τη διαδικασία και προβληματική τη λείανση των δοντιών μετά την αφαίρεση του γυαλισμένου στρώματος (Anusavice 2003, Craig, 1997, McCabe & Walls 1998). Τα ακρυλικά δόντια έχουν μικρότερη αντίσταση στην αποτριβή, σε σχέση με τα δόντια από πορσελάνη, τα οποία, από την άλλη, προκαλούν αποτριβή σε ανταγωνιστές φυσικά δόντια (Ghazal και συν. 2008b, Ghazal & Kern 2010). Τα ακρυλικά δόντια έχουν μεγάλη δυνατότητα πλαστικής παραμόρφωσης πριν σπάσουν, σε αντίθεση με τα πορσελάνινα, τα οποία είναι ψαθυρά και εύκολα κάνουν μικρορρωγμές (McCabe & Walls 1998). Κατά την επαφή δοντιών κατασκευασμένων από πορσελάνη ακούγεται χαρακτηριστικός ήχος (κροτάλισμα), ενώ κάτι τέτοιο δεν παρατηρείται με τα ακρυλικά δόντια (Craig 1997, McCabe & Walls 1998). 8

10 Τα ακρυλικά δόντια, λόγω του μικρού μέτρου ελαστικότητας, εξασφαλίζουν ευνοϊκότερη κατανομή των τάσεων από τις μασητικές δυνάμεις, από τα δόντια από πορσελάνη (Craig 1997, McCabe & Walls 1998, Kawano και συν. 2002). Φαίνεται από τα παραπάνω, ότι τα δόντια από ακρυλικό πολυμερές διαθέτουν πλεονεκτήματα, τα οποία, σε συνδυασμό με την οικονομικότερη τιμή τους, αλλά και τις συνεχείς βελτιώσεις, συνετέλεσαν στην επικράτησή τους στο πέρασμα του χρόνου, ώστε σήμερα να αποτελούν το σύνηθες υλικό για τεχνητά δόντια οδοντοστοιχιών. Στη βιβλιογραφία αναφέρονται ως ακρυλικά δόντια (acrylic teeth, resin teeth), δόντια οδοντοστοιχιών (denture teeth), πλαστικά δόντια (plastic teeth) και τεχνητά δόντια (artificial teeth). Σύνθεση των ακρυλικών πολυμερών Τα πολυμερή ή πλαστικά χρησιμοποιούνται ευρέως στην Προσθετική Οδοντιατρική με τα ακρυλικά πολυμερή να αποτελούν το 95% περίπου των υλικών αυτών. Η ακρυλική ρητίνη χρησιμοποιείται για την κατασκευή των βάσεων των οδοντοστοιχιών, αλλά και των τεχνητών δοντιών από το 1940 (Kelly 1951). Οι βάσεις των οδοντοστοιχιών και τα τεχνητά ακρυλικά δόντια αποτελούνται κατά βάση από πολυμεθακρυλικό μεθύλιο (polymethyl methacrylate, PMMA), ένα πολυμερές που προκύπτει από τον πολυμερισμό του μονομερούς μεθακρυλικού μεθυλίου (methyl methacrylate, MMA). Το μονομερές (MMA) είναι ένα διαφανές, πτητικό υγρό με μοριακό βάρος 100, σημείο βρασμού 100 C και χαρακτηριστική οσμή, ενώ το πολυμερές (PMMA) είναι στερεό. Η ενεργοποίηση της αντίδρασης πολυμερισμού επιτυγχάνεται με θερμότητα, με υπεριώδη ακτινοβολία ή με χημικό καταλύτη. Ο εναυσματοποιητής (initiator) της αντίδρασης πολυμερισμού είναι κάποιο οργανικό υπεροξείδιο, συνήθως υπεροξείδιο του βενζολίου που διασπάται σε ενεργές ελεύθερες ρίζες, είτε με θερμότητα, οπότε τα πολυμερή ονομάζονται θερμοπολυμεριζόμενα, είτε με κάποιον οργανικό επιταχυντή, συνήθως μια αμίνη (χημικά πολυμεριζόμενα ή αυτοπολυμεριζόμενα πολυμερή). Η αντίδραση πολυμερισμού φαίνεται στην Εικόνα 1. H C H 3 H C H 3 H C C O C O π ο λ υ μ ε ρ ι σ μ ό ς π ρ ο σ θ ή κ η ς μ ε ε λ ε ύ θ ε ρ ε ς ρ ί ζ ε ς H C C O C n O C H 3 C H 3 Εικόνα 1: μετατροπή του μονομερούς MMA σε πολυμερές PMMA Τα ακρυλικά υλικά που διατίθενται για πολυμερισμό φέρονται σε διάφορες μορφές, όπως πηκτής ή φύλλων, αλλά η συνηθέστερη μορφή τους είναι αυτή της σκόνης που αναμιγνύεται με υγρό. Το βασικό συστατικό της 9

11 σκόνης είναι το ήδη πολυμερισμένο PMMA σε μορφή μικρών κόκκων. Ακόμη, η σκόνη περιέχει τον εναυσματοποιητή, σε ποσοστό περίπου 1%, διοξείδιο του τιτανίου, για εξασφάλιση ημιδιαφάνειας, και ανόργανες χρωστικές ουσίες (θειούχο υδράργυρο, θειούχο κάδμιο, οξείδιο του σιδήρου). Τέλος, μπορεί να περιέχει ίνες ή άλλα πρόσθετα για καλύτερο αισθητικό αποτέλεσμα, καθώς και για ενίσχυση της μηχανικής αντοχής. Το υγρό, εκτός από το μονομερές (MMA), περιέχει έναν παρεμποδιστή, συνήθως υδροκινόνη, που αναστέλλει τον πρόωρο πολυμερισμό του μονομερούς και τον οργανικό επιταχυντή, όταν πρόκειται για χημικά πολυμεριζόμενα ακρυλικά (Καλογιαννίδης 1990, Καφούσιας και συν. 1994, Craig & Powers 2002, Anusavice 2003). Σύνθεση και δομή των ακρυλικών τεχνητών δοντιών Η παραπάνω βασική χημική σύνθεση είναι η ίδια για τα ακρυλικά δόντια και για τις βάσεις των οδοντοστοιχιών. Διαφοροποιείται περαιτέρω, ώστε να καλύψει τις διαφορετικές κλινικές απαιτήσεις των δύο υλικών. Για τα ακρυλικά δόντια το απλό γραμμικό ακρυλικό έχει σταδιακά εξελιχθεί σε πολύπλοκα και βελτιωμένα πολυμερή ή σύνθετα υλικά (Anusavice 2003, Κωτσιομύτη & Νεάρχου 2008). Τεχνητά δόντια από διασταυρωμένα ακρυλικά πολυμερή Σήμερα χρησιμοποιούνται ευρέως ακρυλικά δόντια που έχουν υψηλή περιεκτικότητα σε σταυροδεσμούς (crosslinks) στη μάζα του PMMA. Οι σταυροδεσμοί λειτουργούν ως γέφυρες σύνδεσης μεταξύ των γραμμικών μακρομορίων. Έτσι, σχηματίζονται πολυμερή δίκτυα με πολύ μεγάλο μοριακό βάρος, που εμφανίζουν μειωμένη τάση για απορρόφηση υγρών, μειωμένη διαλυτότητα στους οργανικούς διαλύτες και αυξημένη αντίσταση στη ρώγμωση. Όσο αυξάνει ο βαθμός των σταυροδεσμών, αυξάνει και η θερμοκρασία υαλώδους μετάβασης (Tg) (Callister 2008). Η χημική ένωση που παρέχει τους σταυροδεσμούς περιέχεται στο υγρό μονομερές και είναι συνήθως κάποιο διμερές διμεθακρυλικό, το οποίο διαθέτει δύο διπλούς δεσμούς για να ενωθεί με δύο διαφορετικές αλυσίδες και να προκύψει το συμπολυμερές. Συνηθέστεροι παράγοντες είναι η διμεθακρυλική αιθυλενογλυκόλη (EGDMA) και η διμεθακρυλική 1,4-βουτυλενο-γλυκόλη (McCabe & Walls 1998, Gladwin & Bagby 2000, Craig & Powers 2002, O Brien 2002, Anusavice 2003). Η ενίσχυση του πολυμερούς δικτύου με σταυροδεσμούς έχει σήμερα εξελιχθεί προς την παραγωγή τεχνητών δοντιών με ιδιαίτερα εξελιγμένα και πολύπλοκα πολυμερή δίκτυα. Τα τεχνητά δόντια υψηλής ή διπλής διασταύρωσης (double/highly cross-linked) προκύπτουν από τον πολυμερισμό σκόνης PMMA, που περιέχει σταυροδεσμούς, με το μονομερές ΜΜΑ, που επίσης περιέχει παράγοντα σταυροδεσμών (Shahdad και συν 2007b). Τα αλληλοδιαπλεκόμενα πολυμερή δίκτυα (interpenetrating polymer network) περιγράφονται ως συνδυασμός δύο ή περισσοτέρων πολυμερών, που αναπτύσσονται παράλληλα και διεισδύουν το ένα μέσα στο άλλο. Όπως φαίνεται στην Εικόνα 2, το πολυμερές δίκτυο Ι, σε μορφή εναιωρήματος, φέρεται σε επαφή με το μονομερές και τον παράγοντα σταυροδεσμών του δικτύου ΙΙ. Το τελικό προϊόν είναι ένα ενιαίο, αλλά σύνθετο πολυμερές δίκτυο (Klempner 1994). Τα βασικά πλεονεκτήματα των δοντιών αυτών είναι η αυξημένη αντίσταση στα διαλυτικά και η ευκολία εκτροχισμού, καθώς, σε αντίθεση με τα γραμμικά ή απλά δίκτυα πολυμερών ακρυλικών, που καίγονται ή προσκολλώνται στις εγγλυφίδες, αυτά αφαιρούνται σαν λεπτή σκόνη (Klempner 1994, Murphy & Hill 2003). 10

12 Μονομερές Ι : Παράγοντας διασταύρωσης Ι : πολυμερισμός Πολυμερές δίκτυο Ι Μονομερές ΙΙ : Παράγοντας διασταύρωσης ΙΙ : πολυμερισμός Διόγκωση και διάλυση στο μονομερές και στον παράγοντα διασταύρωσης ΙΙ Εικόνα 2: Σχηματισμός αλληλοδιαπλεκόμενου πολυμερούς δικτύου (Ανασχεδιασμός από Klempner 1994) Τεχνητά δόντια από σύνθετα υλικά Μια ακόμη παρέμβαση για βελτίωση των ιδιοτήτων των ακρυλικών δοντιών αφορά στην ενσωμάτωση ανόργανων σωματιδίων στη μάζα του πολυμερούς, δηλαδή την δημιουργία σύνθετων υλικών με πολυμερή βάση (McCabe & Walls 1998). Τα σύνθετα ακρυλικά δόντια χρησιμοποιούνται από το 1980, πρώτα σαν μικρο-σύνθετα (micro-filled) (Milch 1978) και στη συνέχεια σαν νανο-σύνθετα, ανάλογα με το μέγεθος των ενισχυτικών πρόσθετων (Suzuki 2004, Ghazal και συν. 2008α). Τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα ενισχυτικά σωματίδια είναι οι μαρμαρυγίες (micas), δηλαδή ορυκτά σε φυλλώδη μορφή, κυρίως ορυκτά πυριτικού αργιλίου. Οι μαρμαρυγίες έχουν χαμηλό κόστος, διαφάνεια, ελαστικότητα, καλές μηχανικές, χημικές και θερμικές ιδιότητες, αντίσταση στην αποτριβή και στη διάλυση. Τα σωματίδια αυτά υπόκεινται συνήθως σε σιλανοποίηση για βελτίωση της ενσωμάτωσής τους στη μάζα του ακρυλικού (Şen & Nugay 2001). Ακόμη, έχουν χρησιμοποιηθεί ίνες υάλου σε μορφή μικρών τεμαχιδίων (Ladizesky και συν.1993). Σύμφωνα με τους Unalan και Dikbas (2007), η προσθήκη ενισχυτικών σωματιδίων μαρμαρυγίας και υάλου σε ποσοστά 5% - 20% στην ακρυλική ρητίνη των δοντιών αυξάνει την επιφανειακή σκληρότητα. 11

13 Οι παραπάνω βελτιώσεις αφορούν γενικά τη σύνθεση και τη μικροσκοπική δομή των πολυμερών από τα οποία συντίθενται τα τεχνητά δόντια. Μια ακόμη προσπάθεια βελτίωσης γίνεται μέσω της κατασκευής, από τους κατασκευαστικούς οίκους, των τεχνητών δοντιών σε στρώματα, το καθένα από τα οποία διαφοροποιείται από τα υπόλοιπα, είτε χρωματικά είτε και σε σχέση με τη σύνθεση/μικροσκοπική δομή του. Οι κατασκευαστές των προϊόντων, όπως και διάφοροι συγγραφείς (Anusavice 2003, McCabe & Walls 1998, Craig και συν. 2000) υποστηρίζουν ότι αυτή η ανομοιογενής δομή εξασφαλίζει καλύτερη αισθητική, αλλά και αποτελεσματική ανταπόκριση των δοντιών στις ιδιαίτερες κλινικές απαιτήσεις κάθε τμήματός τους, όπως της μασητικής ή της αυχενικής επιφάνειας. Ιδιότητες των ακρυλικών τεχνητών δοντιών ανάλογα με τη σύνθεση και δομή τους Αντοχή του δεσμού της σύνδεσης των ακρυλικών δοντιών με τις βάσεις Η σύνδεση των ακρυλικών δοντιών με τη βάση των οδοντοστοιχιών προϋποθέτει είτε τη διόγκωση είτε τη διάλυση της αυχενικής στιβάδας των ακρυλικών δοντιών από το μίγμα μονομερούς-πολυμερούς της βάσης τους (Sorensen & Fjeldstad 1961, Vallitu 1997). Ο Craig αναφέρει ότι ο αυξημένος αριθμός σταυροδεσμών στο ακρυλικό των δοντιών δυσκολεύει τη σύνδεση με τη βάση (Craig και συν. 2000), ενώ, σύμφωνα με τον Anusavice οι αυχενικές περιοχές των ακρυλικών δοντιών έχουν μικρότερο αριθμό σταυροδεσμών για καλύτερη σύνδεση με τις βάσεις (Anusavice 2003). Στη νεότερη βιβλιογραφία υπάρχουν αντικρουόμενα αποτελέσματα σχετικά την επίδραση της σύνθεσης των ακρυλικών δοντιών στην αντοχή του δεσμού με τη βάση. Σε μια σειρά εργαστηριακών ερευνών της αντοχής της σύνδεσης των τεχνητών δοντιών με τις βάσεις, με διάφορα πειραματικά μοντέλα και δοκιμασίες αντοχής (εφελκυσμός, δοκιμασία λυγισμού 4 σημείων, σύνθλιψη), βρέθηκε ότι τα συμβατικά ακρυλικά δόντια δε διαφέρουν ως προς την αντοχή του δεσμού (με θερμοπολυμεριζόμενες βάσεις) σε σχέση με τα βελτιωμένα ακρυλικά IPN (Caswell & Norling 1986, Clancy και συν. 1991, Kawara και συν. 1991, Chai και συν. 2000). Ωστόσο, οι Clancy και Boyer (1989) και Takahashi και συν. (2000) βρήκαν ότι τα συμβατικά ακρυλικά συνδέονται ισχυρότερα με τις βάσεις σε σχέση με τα IPN. Οι Chung και συν. (2008) ανέφεραν ότι τα IPN εξασφάλισαν καλύτερη σύνδεση με τη βάση σε σχέση με τα διασταυρωμένα ακρυλικά, σε αντίθεση με προηγούμενη έρευνα των Thean και συν. (1996), οι οποίοι βρήκαν το αντίθετο. Όσον αφορά τα σύνθετα δόντια, η αντοχή της σύνδεσής τους με τις βάσεις βρέθηκε μικρότερη από την αντίστοιχη, τόσο των συμβατικών, όσο και των IPN δοντιών (Caswell & Norling 1986, Kawara και συν. 1991). Σκληρότητα και μηχανική αντοχή Η σκληρότητα είναι μια ιδιότητα επιφάνειας των υλικών η οποία εκφράζει την αντίσταση της επιφάνειας στη χάραξη ή τη δημιουργία εντυπώματος (McCabe & Walls 1998). Για τα δόντια οδοντοστοιχιών δεν αντιστοιχίζεται σαφώς με την κλινική απόδοση, αλλά συχνά μελετάται ερευνητικά ως ενδεικτική της αντίστασης στην αποτριβή, παρόλο που οι σχετικές έρευνες άλλοτε βρίσκουν (Abe και συν. 2001, Zeng και συν. 2005) και άλλοτε όχι (Harrison 12

14 & Draughn 1976, Lappalainen και συν. 1989, Abe και συν. 1997, Suwannaroop και συν. 2011) συσχέτιση ανάμεσα στις δύο ιδιότητες. Η σκληρότητα της επιφάνειας των τεχνητών δοντιών έχει μελετηθεί σε σχέση με τη δομή και σύνθεσή τους. Οι Kawano και συν. (2002), όπως και οι Murphy & Hill (2003) δεν παρατήρησαν διαφορές σκληρότητας ανάμεσα σε σύνθετα και συμβατικά δόντια, και δόντια με σταυροδεσμούς και IPN αντίστοιχα. Αντίθετα, οι Unalan & Dikbas (2007), Shahdad και συν. (2007a), Shahdad και συν. (2007b), Suwannaroop και συν. (2011) διαπίστωσαν υπεροχή των σύνθετων δοντιών σε σχέση με τα συμβατικά ακρυλικά και τα ακρυλικά με σταυροδεσμούς. Ακόμη, η σκληρότητα των τεχνητών δοντιών διερευνήθηκε και σε σχέση με παράγοντες που επηρεάζουν τη συνοχή του πολυμερούς πλέγματος, όπως το υδατικό περιβάλλον, η χημική απολύμανση, η απολύμανση με μικροκύματα και η θερμοκύκλωση (Pavarina και συν. 2003, Campahna και συν. 2005, Assunção και συν. 2010, Campanha και συν. 2012, Vasconelos και συν. 2013). Η αντίσταση των ακρυλικών δοντιών στην αποκόλληση λεπτού τμήματος κοπτικά (αποφλοίωση, chipping) σύμφωνα με τους Quinn και συν. (2014) φάνηκε να σχετίζεται αντίστροφα με τη σκληρότητα των ακρυλικών δοντιών. Τα σύνθετα δόντια με τη μεγαλύτερη σκληρότητα είχαν την μικρότερη αντίσταση σε αποφλοίωση. Η διαφορετική σύνθεση των σύνθετων δόντιών φάνηκε να επηρεάζει την αντοχή σε κόπωση στον κύριο όγκο του δοντιού (Kappert & Kelly 2013). Η μείωση του πάχους των ακρυλικών δοντιών φάνηκε να εξασθενεί τη μηχανική αντοχή τους, σύμφωνα με τους Suzuki και συν. (1990), οι οποίοι μελέτησαν την αντοχή στην κρούση που παρουσίασαν τεχνητά δόντια κατασκευασμένα από πορσελάνη, συμβατικό ακρυλικό, ακρυλικό με σταυροδεσμούς και ενισχυμένο ακρυλικό υψηλής περιεκτικότητας σε σταυροδεσμούς με ενισχυτικά σύνθετα σωματίδια. Φάνηκε ότι τα δόντια από ακρυλικό με σταυροδεσμούς στα μεγαλύτερα πάχη είχε μεγαλύτερη αντοχή στην κρούση από όλα τα υπόλοιπα, ενώ σε λεπτό πάχος δεν υπήρχε διαφορά. Αντίσταση στην αποτριβή Η σχέση της δομής και σύνθεσης των ακρυλικών δοντιών με την αντίσταση στην αποτριβή έχει μελετηθεί σε εργαστηριακό και κλινικό επίπεδο με αντιφατικά αποτελέσματα. Κάποιες in vitro έρευνες (Coffey και συν. 1985, Whitman και συν. 1987, Suzuki 2004) και μια κλινική μελέτη (Ogle και συν. 1985) βρήκαν ότι τα IPN δόντια παρουσίασαν μεγαλύτερη αντίσταση στην αποτριβή σε σχέση με τα συμβατικά. Αντίθετα αποτελέσματα, με τα IPN δόντια να εμφανίζουν μεγαλύτερη αποτριβή από τα σύνθετα και τα συμβατικά ακρυλικά βρήκαν οι Suwannaroop και συν. (2011). Άλλοι ερευνητές δε διαπίστωσαν διαφορά των διασταυρωμένων από τα συμβατικά δόντια (Ghazal και συν. 2008d, Stober και συν. 2010). Σε κλινικό επίπεδο, οι Schmid-Schwap και συν. (2009) και οι Heintze και συν. (2013), βρήκαν ότι η διαφορετική περιεκτικότητα σε σταυροδεσμούς, όπως και η ενσωμάτωση σωματιδίων UDMA/PMMA δεν επηρέασε την αντίσταση στην αποτριβή των δοντιών. Αντίστοιχα, υπάρχουν έρευνες που βρήκαν υπεροχή των σύνθετων δοντιών έναντι των συμβατικών ακρυλικών (Whitman και συν. 1987, Hirano και συν. 1998, Suzuki 2004), καθώς επίσης των σύνθετων έναντι των ενισχυμένων ακρυλικών (von Fraunhofer και συν. 1988, Ghazal και συν.2008b, Ghazal και συν. 2008d, Stober και συν. 2010, 13

15 Ghazal & Kern 2010, Heintze και συν. 2012). Αντίθετα αποτελέσματα, με μικρότερη αποτριβή να παρουσιάζουν τα ακρυλικά, σε σχέση με τα σύνθετα, βρήκαν άλλοι ερευνητές (Winkler και συν. 1992, Abe και συν. 2001, Ghazal και συν. 2008c). Τέλος, άλλες εργαστηριακές (Khan και συν.1985, de Freitas & Paranhos 2006, Stober και συν. 2006, Hahnel και συν. 2009) και κλινικές (Lindquist και συν. 1995, Jooste και συν. 1997, Jooste και συν. 1998) μελέτες δεν εντόπισαν διαφορά ως προς την αντίσταση στη αποτριβή μεταξύ των συμβατικών, διασταυρωμένων, και σύνθετων ακρυλικών δοντιών. Αισθητική Η βιβλιογραφία που αφορά στην αισθητική των ακρυλικών δοντιών επικεντρώνεται στην αισθητική του σχήματος (Mavroskoufis & Ritchie 1980, Brodbelt και συν. 1984, Sellen και συν. 1998) και του χρώματος. Οι έρευνες σχετικά με το χρώμα των ακρυλικών δοντιών πραγματεύονται είτε τις χρωματικές διαφορές σε σχέση με τα φυσικά δόντια (Grajower και συν. 1976, Young και συν. 1994) είτε την επίδραση διαφόρων εξωγενών παραγόντων στη χρωματική σταθερότητα των ακρυλικών δοντιών (Koskal & Dikbas 2007, Imamura και συν. 2008, Assunção και συν. 2009, Hong και συν. 2009, Silva και συν. 2011, Gregorius και συν. 2012, Freire και συν. 2014, Ayaz και συν. 2014). Η αισθητική απόδοση των τεχνητών δοντιών οδοντοστοιχιών αποτελεί κρίσιμη παράμετρο για τους κατασκευαστικούς οίκους, καθώς καθορίζει σημαντικά την επιτυχία του εμπορικού προϊόντος. Οι κατασκευαστές ενισχύουν την φυσική εμφάνιση των τεχνητών δοντιών με την χρωματική διαφοροποίηση στις διάφορες περιοχές του δοντιού και τις διαβαθμίσεις της διαφάνειας. Αυτό παραπέμπει στην κατασκευή των δοντιών κατά στρώματα, διαφορετικής διαφάνειας και χρώματος το καθένα. Αυτή η πληροφορία αναφέρεται και σε ορισμένα συγγράμματα χωρίς να υπάρχει ερευνητική τεκμηρίωση (Anusavice 2003, McCabe & Walls 1998, Craig και συν. 2000). Η δομή κατά στρώματα των ακρυλικών δοντιών Από τα παραπάνω γίνεται φανερό ότι τα ακρυλικά δόντια καλούνται να καλύψουν ταυτόχρονα διαφορετικές απαιτήσεις, πολλές φορές με αντικρουόμενες απαιτήσεις χημικής σύνθεσης. Για παράδειγμα, η μεγάλη περιεκτικότητα σε σταυροδεσμούς είναι επιθυμητή κοπτικά και μασητικά για βέλτιστη μηχανική απόδοση, αλλά όχι αυχενικά, καθώς είναι πιθανό να μειώνει την αντοχή της σύνδεσης με τη βάση. Σύμφωνα με τους κατασκευαστές, η δόμηση των ακρυλικών δοντιών κατά στρώματα χρησιμοποιείται για να καλύψει αυτές τις απαιτήσεις και να εξασφαλίσει κατάλληλη σύνθεση και ιδιότητες, ανάλογα με την περιοχή. Όμως,η τοπογραφία των στρωμάτων καθώς και τα χαρακτηριστικά του καθενός, είναι πιθανό να επηρεάζουν την κλινική εμφάνιση και απόδοση των δοντιών, αλλά και την εκτέλεση και ερμηνεία της εργαστηριακής και κλινικής έρευνας. Επιπλέον, η επιφάνεια των δοντιών και γενικότερα το σχήμα τους είναι πιθανόν να διαφοροποιηθεί, κατά την κλινική χρήση λόγω εκτροχισμού ή αποτριβής, και κατά τις εργαστηριακές δοκιμασίες λόγω της ανάγκης για συγκεκριμένο σχήμα των δοκιμίων. Λαμβάνοντας υπόψη την έλλειψη βιβλιογραφικής πληροφορίας σχετικά με τη διαστρωμάτωση των τεχνητών δοντιών, είναι χρήσιμη η μελέτη της σχετικής θέσης και τοπογραφίας των 14

16 στρωμάτων από τα οποία δομούνται τα ακρυλικά δόντια, καθώς και των ιδιοτήτων και χαρακτηριστικών των στρωμάτων αυτών. Σκοπός Σκοπός της έρευνας ήταν η διερεύνηση της δομής κατά στρώματα των ακρυλικών δοντιών οδοντοστοιχιών από διασταυρωμένο πολυμερές. Αντικείμενο - Επιδιωκόμενοι στόχοι Για την πραγματοποίηση του παραπάνω σκοπού, πραγματοποιήθηκαν σε τομές των δοντιών: Καταγραφή του αριθμού και της σχετικής θέσης των στρωμάτων Υπολογισμός του εμβαδού των στρωμάτων και της σχετικής τους έκτασης Υπολογισμός της μικροσκληρότητας των στρωμάτων σε επιλεγμένες περιοχές Μηδενικές υποθέσεις: 1. Δεν υπάρχει διαφορά στη σχετική έκταση των στρωμάτων: μεταξύ των διαφορετικών διατμημένων επιφανειών των δοντιών μεταξύ των διαφορετικών εμπορικών προϊόντων μεταξύ των διαφορετικών τύπων δοντιών 2. Δεν υπάρχει διαφορά στη μικροσκληρότητα: μεταξύ των διαφορετικών εμπορικών προϊόντων, για κάθε στρώμα μεταξύ των στρωμάτων, για κάθε εμπορικό προϊόν 15

17 Μέθοδος και Υλικά Υλικά Τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν ήταν δόντια οδοντοστοιχιών από διασταυρωμένο ακρυλικό πολυμερές που κυκλοφορούν ευρέως στην ελληνική και ευρωπαϊκή αγορά. Τα δόντια οδοντοστοιχιών που επιλέχθηκαν για τους σκοπούς της έρευνας παραχωρήθηκαν από τις κατασκευάστριες εταιρείες, μετά από γνωστοποίηση του ερευνητικού πρωτοκόλλου. Συγκεκριμένα, τα τεχνητά δόντια που χρησιμοποιήθηκαν φαίνονται στον Πίνακα 1. Πίνακας 1: Τεχνητά δόντια που συμπεριλήφθηκαν στην ερευνητική μελέτη Εμπορικό όνομα Κατασκευαστικός οίκος Χαρακτηριστικά (μέγεθος, χρώμα) Συντομογραφία- Κώδικας SR Vivodent DCL SR Orthotyp DCL Α11 (8.4mm Χ 7.94mm), Β2 Ν3, Β2 DCL Ivoclar Vivadent AG, FL-9494 Schaan/Liechtenstein, CE 0123 SR Vivodent PE SR Vivodent PE A11 (8.4mm Χ 7.94mm), 130/2A Ν3 (29mm), 130/2A PE Vitapan O13 (9.5mm Χ 7.9mm), Ο34 (9.7mm Χ 8mm), B3, C4, 2M2~A2, 3M2~A3/D3, C1, A4 Vitapan Vita MFT Creapearl Zahnfabrik, H. Rauter GmbH & Co.KG, D Bad Säckinden, Germany, CE RX only, ISO Willi Geller, Made in Austria by KLEMA Ges.m.b.H Dentalprodukte, Koblacherstr. 3a, A-6812 Meiningen, EN ISO 3336/ CE C (21.8mm), 41C (29.9mm) B2, B3, C2, C3, C4 O40 (10mm Χ 7.5mm), O44 (10.2mm Χ 8.1mm), 2L1.5~B2, 2M2~A2 PU29 (28.8mm), 3R2.5~A3.5, 5M1~C4, 2M2~A2, 3L1.5~C2/~D4 V68 Typ V Vario (11.1mm Χ 8mm), A3 DS (30.9mm), A3, A3.5, A4, B3, C3, D3 MFT WG 16

18 Τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν επιπλέον στην ερευνητική εργασία φαίνονται στον Πίνακα 2. Πίνακας 2: Υλικά που χρησιμοποιήθηκαν στην ερευνητική μελέτη Εμπορικό όνομα Είδος Κατασκευαστικός οίκος Orthoplast Cold Curing Orthodontic Acrylic Resin Διαφανής ακρυλική ρητίνη (σκόνη) LOT: XX033P14, Vertex-Dental B.V, Joh.v. Oldenbarneveltlaan 62, 3705 HJ Zeist, The Netherlands Vertex Monomer Methyl Methacrylate Διαφανής ακρυλική ρητίνη (μονομερές υγρό) UN CAS , Vertex- Dental B.V, Joh.v. Oldenbarneveltlaan 62, 3705 HJ Zeist, The Netherlands Tenatex RED Κερί Οδοντοστοιχιών Kemdent, Manufactured by: Associated Dental Product Limited, Purton, Swindon, Wiltshire, SN54HT, UK Wetordry Tri-M-ite P1200 Wetordry Q IMPERIAL WETORDRY Paper A Wt Λειαντικά φύλλα υγρής τριβής με κόκκους από καρβίδιο του πυριτίου (γυαλόχαρτα) 3Μ 17

19 Πειραματικός σχεδιασμός 5 προϊόντα SR Vivodent DCL (DCL) SR Vivodent PE (PE) Vitapan (Vitapan) Vita MFT (MFT) Creapearl, Willi Geller (WG) 5 3 είδη δοντιών Κεντρικοί τομείς άνω γνάθου (ΚΕ) Κυνόδοντες άνω γνάθου (ΚΥ) Πρώτοι προγόμφιοι άνω γνάθου (ΠΡ) 3 Μέγεθος δείγματος : (6 x #11, 6 x #21) 12 (6 x #13, 6 x #23) 12 (6 x #14, 6 x #24) δόντια 3 οριζόντιες τομές 4 διατμημένες επιφάνειες 180 x 4 = 720 Κοπτικό τριτημόριο Μέσο τριτημόριο Βασικό τριτημόριο Κοπτική/μασητική (αδαμαντίνη) (τομή 1) Ενδιάμεση-κοπτική/μασητική (τομή 2) Ενδιάμεση-βασική/αυχενική (τομή 3) Βασική/αυχενική (τομή 4) 720 δοκίμια Εικόνα 3: Διάγραμμα ροής του πειραματικού σχεδιασμού 18

20 Πειραματική διαδικασία Προετοιμασία - Κατασκευή των δοκιμίων Κατασκευάστηκαν 30 κέρινα κιβωτίδια διαστάσεων 5.5mm x 3.5mm x 2mm, 6 για κάθε εμπορικό προϊόν. Η επιλογή των διαστάσεων των κιβωτιδίων έγινε σύμφωνα με τις διαστάσεις των ακρυλικών δοντιών. Σε κάθε κέρινο κιβωτίδιο τοποθετήθηκαν 2 κεντρικοί τομείς (#11, #21), 2 κυνόδοντες (#13, #23) και 2 πρώτοι προγόμφιοι (#14, #24) από κάθε εμπορικό προιόν. Η σειρά τοποθέτησης των δοντιών ήταν ανάλογη με αυτή που συντάσσονται στις ολικές οδοντοστοιχίες, δηλαδή #14, #13, #11, #21, #23, #24. Για την εξασφάλιση κοινού προσανατολισμού των δοντιών, προκειμένου για τα πρόσθια δόντια, η βασική επιφάνειά τους τοποθετήθηκε σε επαφή με την εσωτερική κάθετη πλευρά του κιβωτιδίου, ενώ το κοπτικό άκρο και το πλέον προέχον υπερώιο σημείο σε επαφή με την βάση του κιβωτιδίου. Οι προγόμφιοι τοποθετήθηκαν και πάλι με τη βασική επιφάνειά τους σε επαφή με την εσωτερική κάθετη πλευρά του κιβωτιδίου και την υπερώια σε επαφή με τη βάση του (Εικ.4). Εικόνα 4: Τοποθέτηση των ακρυλικών δοντιών στα κέρινα κιβωτίδια. Η παγίωση των ακρυλικών δοντιών έγινε με έγχυση διαφανούς αυτοπολυμεριζόμενης ακρυλικής ρητίνης που παρασκευάστηκε σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή. Μετά τον πλήρη πολυμερισμό της ρητίνης, απομακρύνθηκε το κερί οδοντοστοιχιών αρχικά μηχανικά, και στη συνέχεια με ζεστό νερό. Τα ακρυλικά μπλοκ τοποθετήθηκαν σε πλαστικά δοχεία φύλαξης με κατάλληλη κωδικοποίηση. Κοπή των δοκιμίων Κάθε ένα από τα 30 ακρυλικά μπλοκ κόπηκε σε 3 σημεία κάθετα με τον επιμήκη άξονα των δοντιών. Για την κοπή των μπλοκ χρησιμοποιήθηκε το πριόνι ακρίβειας (Isomet 2000 precision saw, Buehler, Lake Bluff, Illinois U.S.A) με λεπίδα κοπής με επίστρωση από διαμάντι (Diamond wafering blade, Series 15LC, Buehler, Lake Bluff, Illinois U.S.A) (Johnson, Don Fisher, Voort 2003).Τα ακρυλικά μπλοκ σταθεροποιούνταν στην κατάλληλη υποδοχή και προσανατολίζονταν με τρόπο ώστε η επιφάνεια κοπής της λεπίδας να είναι η μικρότερη δυνατή. Το φορτίο (200g), η ταχύτητα (2000rpm) και η θέση κοπής ρυθμίστηκε ψηφιακά. Κατά τη διάρκεια της κοπής γινόταν συνεχής καταιονισμός με ψυκτικό υγρό για τον έλεγχο της θερμότητας που παράγεται κατά την κοπή και την απομάκρυνση των ρινισμάτων. 19

21 Πραγματοποιήθηκαν οριζόντιες τομές στο κοπτικό, μέσο και αυχενικό τριτημόριο των δοντιών. Λόγω του διαφορετικού μήκους των δοντιών μεταξύ των εμπορικών προϊόντων, εξατομικεύτηκαν οι θέσεις κοπής, ώστε να προκύψουν ιδίου πάχους δοκίμια από κάθε δόντι. Η κοπή των ακρυλικών μπλοκ ξεκινούσε από την κοπτική/ μασητική επιφάνεια, αφού είχε ρυθμιστεί ψηφιακά η θέση κοπής. Μετά την 1η τομή, κρατώντας σταθερή τη θέση κοπής, γινόταν η 2η και 3η τομή. Για το αυχενικό στρώμα απαιτούνταν μια ακόμη τομή, για να το διαχωρίσει από την περίσσεια διαφανούς ακρυλικής ρητίνης, που χρησίμευε στη σταθεροποίηση των δοκιμίων. Μετά την ολοκλήρωση των τομών, προέκυψαν 24 (6 Χ 4) διατμημένες επιφάνειες ακρυλικής διαφανούς ρητίνης για κάθε εμπορικό προϊόν, δηλαδή 120 συνολικά (24 Χ 5) (Εικ.5). Καθώς κάθε επιφάνεια περιείχε 6 τμήματα τεχνητών δοντιών, ο συνολικός αριθμόςτων δοκιμίων ήταν 720 (120 Χ 6). α β γ Εικόνα 5: α: Κοπή των ακρυλικών μπλοκ, β: διατμημένες επιφάνειες ακρυλικής διαφανούς ρητίνης, γ: αλληλεπίθεση των 4 τομών Λείανση των δοκιμίων Για τη λείανση των 120 ακρυλικών επιφανειών που προέκυψαν από την αποκοπή των ακρυλικών μπλοκ χρησιμοποιήθηκαν γυαλόχαρτα με κόκκους από καρβίδιο του πυριτίου (silicon carbide, SiC) με διαβαθμίσεις και σταδιακά μειούμενο μέγεθος κόκκων (Wetordry 3M P1200, Wetordry 3M 1500, WETORDRY 3M 2000). Η λείανση έγινε με επαναλαμβανόμενες κυκλικές κινήσεις με το χέρι επί περίπου 7min κάθε φορά. Ακολούθησε στέγνωμα και αποθήκευση των δοκιμίων. Μετρήσεις Παρατήρηση Η παρατήρηση των δοκιμίων έγινε με την χρήση μεταλλογραφικού μικροσκοπίου Axiolab-A της Zeiss. Όπως αναφέρθηκε, οι προς παρατήρηση επιφάνειες ήταν τέσσερις: Η κοπτική/μασητική ( αδαμαντίνη ) (τομή 1), η ενδιάμεση (πλησιέστερη στην αδαμαντίνη ), που προέκυψε από την 1η τομή (τομή 2), η ενδιάμεση (πλησιέστερη στον αυχένα), που προέκυψε από την 2η τομή (τομή 3) και η βασική/αυχενική, που προέκυψε από την 3η τομή 20

22 (τομή 4) (Εικ. 3). Κάθε δόντι παρατηρήθηκε αρχικά στο μικροσκόπιο σε όλη την έκτασή του. Στη συνέχεια, έγινε λήψη διαδοχικών φωτογραφιών όλης της προς παρατήρηση επιφάνειας, μεριμνώντας για την ύπαρξη κοινών σημείων μεταξύ των φωτογραφιών. Περίπου φωτογραφίες λήφθηκαν για κάθε διατμημένη επιφάνεια δοντιού, για να εξασφαλιστεί η πλήρης απεικόνισή της. Οι φωτογραφίες αποθηκεύτηκαν και αρχειοθετήθηκαν ηλεκτρονικά. Προκειμένου να μελετηθεί συνολικά η κάθε διατμημένη επιφάνεια δοντιού, έγινε ανασύνθεση των φωτογραφιών με χρήση κατάλληλου λογισμικού (Hugin Panorama Creator Software, και με χειροκίνητο έλεγχο, όπου κρίθηκε απαραίτητο. Στην Εικόνα 6 παρατίθενται ενδεικτικά για ένα δοκίμιο (WG, τομή 3, #11), οι εικόνες που λήφθηκαν από τη μικροσκοπική παρατήρηση και το αποτέλεσμα της ανασύνθεσής τους (Εικ. 7). Ακολούθησε ψηφιακά η οριοθέτηση των στρωμάτων, όπως αυτή φαίνονταν στις εικόνες, με χρήση ενός επεξεργαστή διανυσματικών γραφικών (Inkscape, Συγκεκριμένα, οριοθετήθηκε η περιφέρεια των δοκιμίων, όπως αυτή διακρίνονταν από το ακρυλικό της διαφανούς ρητίνης και στη συνέχεια οριοθετήθηκαν τα στρώματα. Για την οριοθέτηση της περιφέρειας των στρωμάτων, επειδή το σχήμα της ήταν ακανόνιστο, σημειώθηκαν διαδοχικές κουκίδες, από την ένωση των οποίων προέκυψε η γραμμή οριοθέτησης. Να δείξουμε με α, και β τα στρώματα?? Εικόνα 6: Φωτογραφίες που λήφθηκαν κατά την μικροσκοπική παρατήρηση του δοκιμίου WG, τομή 3, #11. 21

23 Εικόνα 7: Το αποτέλεσμα της ανασύνθεσης των φωτογραφιών του δοκιμίου WG, τομή 3, #11, που φαίνονται στη Εικόνα 6. Εμβαδομέτρηση Αρχικά υπολογίστηκε το συνολικό εμβαδό των δοκιμίων και στη συνέχεια το εμβαδό του εσωτερικού στρώματος ή στρωμάτων. Η εμβαδομέτρηση των στρωμάτων που ανιχνεύτηκαν στις διάφορες διατμημένες επιφάνειες των δοντιών έγινε με μετατροπή των px 2 σε mm 2. Συγκεκριμένα, έγινε μέτρηση της μέγιστης διαμέτρου ηλεκτρονικά στις φωτογραφίες (L) και άμεσα στα δοκίμια με ηλεκτρονικό ψηφιακό παχύμετρο (d). Τα δεδομένα αρχειοθετήθηκαν σε υπολογιστικά φύλλα (Microsoft Office Excel) και ακολούθησε μαθηματικά η μετατροπή των τετραγωνικών pixel (px 2 ) σε τετραγωνικά χιλιοστά (mm 2 ). Υπολογίστηκε η αναλογία του εμβαδού του εσωτερικού στρώματος ή στρωμάτων σε σχέση με το συνολικό εμβαδό. Στην Εικόνα 8 παρουσιάζεται ενδεικτικά η διαδικασία για το δοκίμιο WG, Δείγμα 5, τομή 2, #11. Εικόνα 8: Διαδικασία εμβαδομέτρησης για το δοκίμιο WG, τομή 2, #11. d: η μέγιστη φυσική διάμετρος, L: η μέγιστη ψηφιακή διάμετρος, A: το ψηφιακό εσωτερικό εμβαδό και A(i): το ψηφιακό συνολικό εμβαδό. Σκληρομέτρηση Μετά την παρατήρηση, καταγραφή του αριθμού και της έκτασης των στρωμάτων που ανιχνεύθηκαν στη μάζα των υπό μελέτη ακρυλικών δοντιών, έγινε έλεγχος της μικροσκληρότητας επιλεγμένων δοκιμίων. Η μικροσκληρότητα μελετήθηκε με τη μέθοδο στατικής εντύπωσης. Σύμφωνα με τη μέθοδο αυτή, ένας εντυπωτής με γεωμετρία ρομβικής πυραμίδας, κατασκευασμένος από διαμάντι, ασκεί πίεση με το επιθυμητό φορτίο κάθετα στη λεία και επίπεδη υπό μελέτη επιφάνεια για ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. 22

24 Υπολογισμός της μικροσκληρότητας Ο εντυπωτής αφήνει ένα ίχνος σχήματος ρόμβου στην επιφάνεια του δοκιμίου, το οποίο λαμβάνεται με τη βοήθεια ενός οπτικού μικροσκοπίου. Έπειτα γίνεται μέτρηση της διάστασης του ίχνους και με βάση αυτή υπολογίζεται το εμβαδό επαφής μεταξύ εντυπωτή και δοκιμίου. Ο γενικός τύπος υπολογισμού της μικροσκληρότητας είναι: H = P/A όπου H είναι η τιμή της σκληρομέτρησης, P το φορτίο της εντύπωσης και A το εμβαδό επαφής μεταξύ εντυπωτή και δοκιμίου. Για την μέθοδο μικροσκληρομέτρησης Knoop, ο τύπος διαμορφώνεται ως εξής: H k = P/d 2 όπου H k είναι η τιμή της μικροσκληρότητας Knoop και d η μεγαλύτερη διαγώνιος του ρομβικού ίχνους του εντυπώματος. Από κάθε εμπορικό προϊόν επιλέχθηκε ένα δοκίμιο της δεύτερης διατμημένης επιφάνειας, στο οποίο διακρίνονταν ξεκάθαρα τα στρώματα που παρατηρήθηκαν. Τα δοκίμια αυτά δέχτηκαν συμπληρωματική μηχανική λείανση με γυαλόχαρτα με κόκκους SiC και με αιωρήματα Al 2 O 3 με μέγεθος κόκκων 10 και 0.3μm. Έγιναν 10 μετρήσεις μικροσκληρότητας στο εξωτερικό στρώμα των δοκιμίων και 10 μετρήσεις μικροσκληρότητας στο εσωτερικό στρώμα. Το φορτίο της εντύπωσης ήταν 150gf, για χρονικό διάστημα 10s με ρυθμό φόρτισης 20 gf/ s. Το φορτίο επιλέχθηκε έτσι ώστε η αναπόφευκτη ελαστική επαναφορά μετά την αποφόρτιση να μην επηρεάσει σημαντικά το τελικό μετρούμενο μέγεθος του ίχνους εντύπωσης. Το χρονικό διάστημα φόρτισης είναι τυπικό, έτσι ώστε να δοθεί ο απαιτούμενος χρόνος στους μηχανισμούς που είναι υπεύθυνοι για την πλαστική παραμόρφωση. (Κάβουρας 2003). Το μικροσκληρόμετρο που χρησιμοποιήθηκε ήταν της εταιρείας Anton Paar, τύπου MHT-10, με δυνατότητα φόρτισης στην περιοχή των N. Το μικροσκληρόμετρο ήταν προσαρτημένο σε μεταλλογραφικό μικροσκόπιο της εταιρείας Zeiss τύπου Axiolab-A (Εικ. 9). 23

25 α β Εικόνα 9: α: μεταλλογραφικό μικροσκόπιοτης εταιρείας Zeiss τύπου Axiolab-A, β: μικροσκληρόμετρο της εταιρείας Anton Paar, τύπου MHT-10 (αρχείο Π. Κάβουρα. Εργαστήριο Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας) Χώροι πειραματικής διαδικασίας Η κατασκευή των κέρινων κιβωτιδίων, η τοποθέτηση και παγίωση των ακρυλικών δοντιών σε αυτά καθώς και η λείανση των δοκιμίων πραγματοποιήθηκε στην αίθουσα του εργαστηρίου μεταπτυχιακών του Εργαστηρίου Οδοντικής και Ανωτέρας Προσθετικής (6ος όροφος). Η κοπή των δοκιμίων, η μικροσκοπική παρατήρηση αυτών και η σκληρομέτρηση έγινε στο Εργαστήριο Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας, του Τομέα Φυσικής Στερεάς Κατάστασης του Τμήματος Φυσικής του Α.Π.Θ. Η ανασύνθεση των εικόνων και η εμβαδομέτρηση έγινε στην αίθουσα μεταπτυχιακών και διδακτόρων του Εργαστηρίου Οδοντικής και Ανωτέρας Προσθετικής (6ος όροφος). Στατιστική ανάλυση Οι ανεξάρτητες μεταβλητές ήταν: ο τύπος των δοντιών, με 3 επιμέρους επίπεδα: o τους κεντρικούς τομείς άνω γνάθου o τους κυνόδοντες άνω γνάθου o τους πρώτους προγόμφιους άνω γνάθου οι διατμημένες επιφάνειες που προέκυψαν από τις 3 οριζόντιες τομές, με 4 επίπεδα: o το κοπτικό/μασητικό (αδαμαντίνη), o το ενδιάμεσο-κοπτικό/μασητικό o το ενδιάμεσο-βασικό/αυχενικό o το βασικό/αυχενικό τα εμπορικά προϊόντα, με 5 επίπεδα: o DCL 24

26 o o o o PE Vitapan MFT WG Εξαρτημένες μεταβλητές ήταν η έκταση των στρωμάτων που καταγράφηκαν, καθώς και η μικροσκληρότητα. Για την ανάλυση των αποτελεσμάτων εφαρμόστηκαν αρχικά μέθοδοι περιγραφικής στατιστικής για την ανάλυση των δεδομένων. Για τις ποσοτικές μεταβλητές υπολογίστηκαν τα περιγραφικά μέτρα, δηλαδή η μέση τιμή, η διάμεσος, τα τεταρτημόρια, η διασπορά και η τυπική απόκλιση (Παράρτημα). Έγινε έλεγχος κανονικότητας των τιμών των ποσοτικών μεταβλητών με τη δοκιμασία Shapiro-Wilk, προκειμένου να επιλεγεί η κατάλληλη στατιστική μέθοδος. Για τη σύγκριση των ποσοτικών μεταβλητών μεταξύ δύο διαφορετικών εμπορικών προϊόντων χρησιμοποιήθηκε το Student s t-test για τις μετρήσεις που κατανέμονταν κανονικά και η μη παραμετρική μέθοδος ανάλυσης Mann- Whitney test για τις μετρήσεις που δεν κατανέμονταν κανονικά. Για τη σύγκριση των μεταβλητών μεταξύ δύο εξαρτημένων δειγμάτων (π.χ. έσω σκληρότητα - έξω σκληρότητα, τομή 2 - τομή 3) χρησιμοποιήθηκε ο έλεγχος paired samples t-test για τις μετρήσεις που κατανέμονταν κανονικά και η μη παραμετρική μέθοδος ανάλυσης Wilcoxon για τις μετρήσεις που δεν κατανέμονταν κανονικά. Για τη σύγκριση των ποσοτικών μεταβλητών μεταξύ περισσοτέρων των δύο διαφορετικών εμπορικών προϊόντων και μεταξύ των διαφορετικών τύπων δοντιών χρησιμοποιήθηκε ανάλυση διασποράς με έναν παράγοντα (One Way Anova) και έπειτα Tukey Post-Hoc Analysis προκειμένου να διαπιστωθεί σε ποια ζεύγη δειγμάτων οφείλονταν οι διαφορές στις μέσες τιμές, εφόσον υπήρχαν. Ο έλεγχος της ανάλυσης διασποράς πραγματοποιήθηκε εφόσον οι μετρήσεις ήταν κανονικά κατανεμημένες και υπήρχε ομοιογένεια διασπορών. Η ομοιογένεια των διασπορών ελέγχθηκε με τη δοκιμασία Levene. Σε απουσία ομοιογένειας των διασπορών χρησιμοποιήθηκε η μη παραμετρική δοκιμασία Kruskal-Wallis. Όταν προέκυπταν στατιστικά σημαντικές διαφορές από τη δοκιμασία Kruskal-Wallis πραγματοποιούνταν οι μη παραμετρικές δοκιμασίες Mann-Whitney μεταξύ των δυάδων των εμπορικών προϊόντων, χρησιμοποιώντας τη διόρθωση Bonferroni, ώστε να διαπιστωθεί που οφείλονταν. Οι έλεγχοι υποθέσεων για όλες τις αναλύσεις ήταν αμφίπλευροι και το επίπεδο p<0.05 θεωρήθηκε ως στατιστικώς σημαντικό. Η στατιστική επεξεργασία των δεδομένων έγινε με το λογισμικό Statistical Package for the Social Sciences (SPSS), v

27 Αποτελέσματα Παρατήρηση των δοκιμίων στο μεταλλογραφικό μικροσκόπιο Στις Εικόνες παρουσιάζεται η μικροσκοπική εμφάνιση αντιπροσωπευτικών δοκιμίων των εμπορικών προϊόντων που μελετήθηκαν. Vitapan: α β γ δ Εικόνα 10: Vitapan, #11. α: τομή 1, β: τομή 2, γ: τομή 3, δ: τομή 4 Σε όλα τα επίπεδα παρατήρησης, από το κοπτικό/μασητικό μέχρι το βασικό/αυχενικό και σε όλους τους τύπους δοντιών (κεντρικοί, κυνόδοντες, προγόμφιοι), τα δοκίμια του προϊόντος Vitapan είχαν μικροσκοπικά τα ίδια χαρακτηριστικά. Συγκεκριμένα, οι επιφάνειες των δοντιών διακρίνονταν εύκολα από τη διαφανή ακρυλική ρητίνη σταθεροποίησης και παρουσίασαν ομοιόμορφη λεία εικόνα σε όλη την έκταση. Η ομοιογένεια στη δομή έκανε αδύνατο τον εντοπισμό δεύτερου στρώματος. DCL : α β γ δ Εικόνα 11: DCL, #11. α: τομή 1, β: τομή 2, γ: τομή 3, δ: τομή 4 26

28 PE : α β γ δ Εικόνα 12: PE, #11. α: τομή 1, β: τομή 2, γ: τομή 3, δ: τομή 4 MFT : α β γ δ Εικόνα 13: MFT, #11. α: τομή 1, β: τομή 2, γ: τομή 3, δ: τομή 4 WG : α β γ δ Εικόνα 14: WG, #11. α: τομή 1, β: τομή 2, γ: τομή 3, δ: τομή 4 Εικόνα *: PE, #11. α: τομή 1, β: τομή 2, γ: τομή 3, δ: τομή 4 27

29 Στα προϊόντα DCL, PE, MFT, WG, στις τομές 1 και 4 καταγράφηκε στην πλειονότητα των δοκιμίων ένα στρώμα. Στις ενδιάμεσες τομές 2, 3 παρατηρήθηκαν περισσότερα στρώματα με χρωματικές διαφορές στη μικροσκοπική εικόνα των στρωμάτων (Εικ. 12α, β), καθώς και διαφορές στη φωτεινότητα (Εικ. 11β), τις οποίες βασίστηκε η οριοθέτηση των στρωμάτων. Η μορφολογία των δοκιμίων είχε εικόνα άλλοτε περισσότερο κοκκώδη (Εικ. 11, 14) και άλλοτε πιο λεία (Εικ. 13). Εμφανείς ήταν οι φυσαλίδες της διαφανούς ακρυλικής ρητίνης σταθεροποίησης στην περιφέρεια των δοκιμίων. Αντίθετα, δεν εντοπίστηκαν φυσαλίδες στις διεπιφάνειες μεταξύ των στρωμάτων και γενικά στο εσωτερικό των δοντιών. Λόγω του ακανόνιστου σχήματος των δοντιών, σε πολλές εικόνες εμφανιζόταν σκιά από το μεγαλύτερης έκτασης δοκίμιο της επόμενης τομής. 28

30 Στον Πίνακα 3 φαίνεται η κατανομή των στρωμάτων, όπως καταγράφηκαν στα δοκίμια. Πίνακας 3: Αριθμός των δοκιμίων με 2, 1, και μη ανιχνεύσιμα/καταμετρήσιμα (ΑΚ) στρώματα για κάθε τομή, τύπο δοντιών, και εμπορικό προϊόν. Προϊόν Δόντι Τομή 1 Τομή 2 Τομή 3 Τομή 4 Στρώματα Στρώματα Στρώματα Στρώματα 2 1 ΑΚ 2 1 ΑΚ 2 1 ΑΚ 2 1 ΑΚ ΚΕ DCL ΚΥ ΠΡ ΚΕ MFT ΚΥ ΠΡ ΚΕ PE ΚΥ ΠΡ ΚΕ WG ΚΥ ΠΡ ΚΕ VITAPAN ΚΥ ΠΡ Εμβαδομέτρηση Για τη στατιστική ανάλυση των δεδομένων των τομών 2 και 3, τα εμβαδά που μετρήθηκαν σε αυτές, εκφράστηκαν ως συγκριτικές εκτάσεις, και συγκεκριμένα, υπολογίστηκε ο λόγος: Εμβαδόν εσωτερικού στρώματος/στρωμάτων Συνολικό εμβαδόν του δοκιμίου Τα δοκίμια του Vitapan δε συμπεριλήφθηκαν στη στατιστική ανάλυση της έκτασης των εμβαδών, καθώς δεν εντοπίστηκε εσωτερικό στρώμα σε αυτά. Στα δοκίμια των τομών 1 και 4 δεν έγινε στατιστική ανάλυση, καθώς στην πλειονότητά τους είχαν ένα στρώμα. Στο Παράρτημα παρατίθενται οι πίνακες περιγραφικών στατιστικών, οι έλεγχοι κανονικότητας και οι έλεγχοι ομοιογένειας των διασπορών. 29

31 Σύγκριση μεταξύ των τομών για κάθε εμπορικό προϊόν και κάθε τύπο δοντιού DCL: Κεντρικός Κυνόδοντας Προγόμφιος Τομή 2 Τομή 3 Εικόνα 15: Μέσοι όροι και τυπικές αποκλίσεις των αναλογιών των εμβαδών των τομών 2 και 3 του DCL. Για όλα τα δόντια (ΚΕ, ΚΥ, ΠΡ) προέκυψε διαφορά στο μέσο όρο της αναλογίας των εμβαδών των δύο τομών, με το μέσο όρο της αναλογίας του εμβαδού της τομής 2 να είναι μικρότερος από τον μέσο όρο της τομής 3. ΚΕ:έλεγχος paired samples t-test (t(9)= 2.853, p= < 0.05), έλεγχος Wilcoxon (Ζ= 2.191, p= 0.019) ΚΥ:έλεγχος paired samples t-test (t(10)= 3.861, p= < 0.05), έλεγχος Wilcoxon (Ζ= 2.667, p= 0.008) ΠΡ:έλεγχος Wilcoxon (Ζ= 3.059, p= 0.002) PE: Κεντρικός Κυνόδοντας Προγόμφιος Τομή 2 Τομή 3 Εικόνα 16: Μέσοι όροι και τυπικές αποκλίσεις των αναλογιών των εμβαδών των τομών 2 και 3 του PE. Για τους ΚΕ δεν προέκυψε διαφορά στο μέσο όρο της αναλογίας των εμβαδών των δύο τομών, ενώ για τους ΚΥ και ΠΡ προέκυψε διαφορά, με το μέσο όρο της αναλογίας του εμβαδού της τομής 2 να είναι μικρότερος από τον μέσο όρο της τομής 3. ΚΕ:έλεγχος paired samples t-test (t(10)= 1.898, p= > 0.05) 30

32 ΚΥ:έλεγχος paired samples t-test (t(9)= 3.124, p= < 0.05) ΠΡ:έλεγχος paired samples t-test (t(9)= 2.703, p= < 0.05), έλεγχος Wilcoxon (Ζ= 2.599, p= 0.009) MFT: Κεντρικός Κυνόδοντας Προγόμφιος Τομή 2 Τομή 3 Εικόνα 17: Μέσοι όροι και τυπικές αποκλίσεις των αναλογιών των εμβαδών των τομών 2 και 3 του MFT. Για όλα τα δόντια (ΚΕ, ΚΥ, ΠΡ) προέκυψε διαφορά στο μέσο όρο της αναλογίας των εμβαδών των δύο τομών, με το μέσο όρο της αναλογίας του εμβαδού της τομής 2 να είναι μικρότερος από τον μέσο όρο της τομής 3 ΚΕ:έλεγχος paired samples t-test (t(6)= 4.031, p= < 0.05), έλεγχος Wilcoxon (Ζ= 2.366, p= 0.018) ΚΥ:έλεγχος paired samples t-test (t(9)= 5.424, p= < 0.05), έλεγχος Wilcoxon (Ζ= 2.803, p= 0.005) ΠΡ:έλεγχος paired samples t-test (t(7)= 2.659, p= < 0.05) WG: Κεντρικός Κυνόδοντας Προγόμφιος Τομή 2 Τομή 3 Εικόνα 18: Μέσοι όροι και τυπικές αποκλίσεις των αναλογιών των εμβαδών των τομών 2 και 3 του WG. 31

33 Για όλα τα δόντια (ΚΕ, ΚΥ, ΠΡ) προέκυψε διαφορά στο μέσο όρο της αναλογίας των εμβαδών των δύο τομών, με το μέσο όρο της αναλογίας του εμβαδού της τομής 2 να είναι μικρότερος από τον μέσο όρο της τομής 3. ΚΕ:έλεγχος paired samples t-test (t(11)= , p= < 0.05) ΚΥ:έλεγχος paired samples t-test (t(11)= 4.668, p= < 0.05) ΠΡ:έλεγχος paired samples t-test (t(10)= , p= < 0.05), έλεγχοςwilcoxon (Ζ= 2.934, p= 0.003) Παρατηρούμε από τη στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων ότι σε όλα τα δόντια όλων των εμπορικών προϊόντων η αναλογία του εσωτερικού στρώματος είναι μικρότερη στην τομή 2 σε σχέση με την τομή 3, με εξαίρεση τον κεντρικό τομέα του PE, όπου δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική διαφορά. Σύγκριση μεταξύ των εμπορικών προϊόντων για κάθε τύπο δοντιού και κάθε τομή Κεντρικός τομέας (ΚΕ): DCL PE MFT WG DCL PE MFT WG α Εικόνα 19: Μέσοι όροι και τυπικές αποκλίσεις των αναλογιών των εμβαδών των τομών 2 (α) και 3 (β) του ΚΕ ανά εμπορικό προϊόν. β Για τα δεδομένα της τομής 2 (Εικ.19 α) προέκυψε ότι η επίδραση της μεταβλητής «εμπορικό προϊόν» στις τιμές των αναλογιών των εμβαδών είναι στατιστικά σημαντική (F (3, 42)= με p = < 0.05). Από την Tukey Post-Hoc Analysis προέκυψε ότι ο μέσος όρος της αναλογίας του εμβαδού του MFT είναι μεγαλύτερος από τον μέσο όρο των υπόλοιπων εμπορικών προϊόντων, ο μέσος όρος του DCL είναι μεγαλύτερος από τον μέσο όρο των PE και WG και ο μέσος όρος του WG είναι μεγαλύτερος από τον μέσο όρο του PE. Επομένως ισχύει MFT>DCL>WG>PE. Για τα δεδομένα της τομής 3 από τον έλεγχο Kruskal-Wallis διαπιστώθηκε ότι η επίδραση της μεταβλητής «εμπορικό προϊόν» στις τιμές των αναλογιών των εμβαδών είναι στατιστικά σημαντική (Η (3) = με p = < 0.05). Για την εύρεση των επιμέρους διαφορών, στις δυάδες των κατηγοριών, πραγματοποιήθηκαν έλεγχοι 32

34 (pairwise comparisons) με το κριτήριο t-test και με το μη παραμετρικό κριτήριο Mann-Whitney, χρησιμοποιώντας τη διόρθωση Bonferroni. μ DCL = μ PE. Από τον έλεγχο t-test με ίσες διασπορές (p F-test = > 0.05) δεν προέκυψε διαφορά στον μέσο όρο ως προς τα δύο προϊόντα, διότι p t-test = > Επίσης, p Μ-W = > μ DCL = μ MFT. Από τον έλεγχο Mann-Whitney δεν προέκυψε διαφορά στον μέσο όρο ως προς τα δύο προϊόντα, διότι p M-W = > μ DCL = μ WG. Από τον έλεγχο t-test με άνισες διασπορές (p F-test = < 0.05) δεν προέκυψε διαφορά στον μέσο όρο ως προς τα δύο προϊόντα, διότι p t-test = > Επίσης,p Μ-W = > μ PE = μ MFT. Από τον έλεγχο t-test με άνισες διασπορές (p F-test = < 0.05) προέκυψε διαφορά στον μέσο όρο ως προς τα δύο προϊόντα, διότι p t-test = < Επίσης, p Μ-W = < Επιπλέον, ισχύει ότι μ PE < μ MFT. μ PE = μ WG. Από τον έλεγχο t-test με άνισες διασπορές (p F-test = < 0.05) δεν προέκυψε διαφορά στον μέσο όρο ως προς τα δύο προϊόντα, διότι p t-test = > μ ΜFT = μ WG. Από τον έλεγχο t-test με ίσες διασπορές (p F-test = > 0.05) προέκυψε διαφορά στον μέσο όρο ως προς τα δύο προϊόντα, διότι p t-test = < Επίσης, p Μ-W = < Επιπλέον, ισχύει ότι μ WG < μ MFT. Συγκεντρωτικά, τα αποτελέσματα για την τομή 3 φαίνονται στον Πίνακα 4. Πίνακας 4: Με * φαίνονται οι στατιστικά σημαντικές διαφορές και με οι μη στατιστικά σημαντικές διαφορές DCL PE MFT WG DCL PE - * - MFT - * * WG - - * 33

35 Κυνόδοντας (ΚΥ): DCL PE MFT WG DCL PE MFT WG α Εικόνα 20*: Μέσοι όροι και τυπικές αποκλίσεις των αναλογιών των εμβαδών των τομών 2 (α) και 3 (β) του ΚΥ ανά εμπορικό προϊόν. β Για τα δεδομένα της τομής 2 προέκυψε ότι η επίδραση της μεταβλητής «εμπορικό προϊόν» στις τιμές των αναλογιών των εμβαδών είναι στατιστικά σημαντική (F (3, 41)= με p= < 0.05). Από την Tukey Post- Hoc Analysis προέκυψε ότι ο μέσος όρος της αναλογίας του εμβαδού του PE είναι μικρότερος από τον μέσο όρο των υπόλοιπων εμπορικών προϊόντων. Για τα δεδομένα της τομής 3 από τον έλεγχο Kruskal-Wallis διαπιστώθηκε ότι η επίδραση της μεταβλητής «εμπορικό προϊόν» στις τιμές των αναλογιών των εμβαδών είναι στατιστικά σημαντική (Η (3)= με p= < 0.05). Για την εύρεση των επιμέρους διαφορών, στις δυάδες των κατηγοριών, πραγματοποιήθηκαν έλεγχοι (pairwise comparisons) με το κριτήριο t-test, χρησιμοποιώντας τη διόρθωση Bonferroni. μ DCL = μ PE. Από τον έλεγχο t-test με άνισες διασπορές (p F-test = < 0.05) δεν προέκυψε διαφορά στον μέσο όρο ως προς τα δύο προϊόντα, διότι p t-test = > μ DCL = μ MFT. Από τον έλεγχο t-test με ίσες διασπορές (p F-test = > 0.05) δεν προέκυψε διαφορά στον μέσο όρο ως προς τα δύο προϊόντα, διότι p t-test = > μ DCL = μ WG. Από τον έλεγχο t-test με άνισες διασπορές (p F-test = < 0.05) δεν προέκυψε διαφορά στον μέσο όρο ως προς τα δύο προϊόντα, διότι p t-test = > μ PE = μ MFT. Από τον έλεγχο t-test με άνισες διασπορές (p F-test = < 0.05) προέκυψε διαφορά στον μέσο όρο ως προς τα δύο προϊόντα, διότι p t-test = < Επιπλέον, ισχύει ότι μ PE < μ MFT. μ PE = μ WG. Από τον έλεγχο t-test με άνισες διασπορές (p F-test = < 0.05) δεν προέκυψε διαφορά στον μέσο όρο ως προς τα δύο προϊόντα, διότι p t-test = > μ ΜFT = μ WG. Από τον έλεγχο t-test με ίσες διασπορές (p F-test = 0.201> 0.05) προέκυψε διαφορά στον μέσο όρο ως προς τα δύο προϊόντα, διότι p t-test = 0.000< Επιπλέον, ισχύει ότι μ WG < μ MFT. 34

36 Συγκεντρωτικά, τα αποτελέσματα για την τομή 3 φαίνονται στον Πίνακα 5. Πίνακας 5: Με * φαίνονται οι στατιστικά σημαντικές διαφορές και με οι μη στατιστικά σημαντικές διαφορές. DCL PE MFT WG DCL PE - * - MFT - * * WG - - * Προγόμφιος (ΠΡ): DCL PE MFT WG DCL PE MFT WG α Εικόνα 21*: Μέσοι όροι και τυπικές αποκλίσεις των ποσοστών των εμβαδών των τομών 2 (α), 3 (β) του προγομφίου ανά εμπορικό προϊόν. β Για τα δεδομένα της τομής 2 προέκυψε ότι η επίδραση της μεταβλητής «εμπορικό προϊόν» στις τιμές των αναλογιών των εμβαδών είναι στατιστικά σημαντική (F (3, 39)= με p= < 0.05). Από την Tukey Post- Hoc Analysis προέκυψε ότι ο μέσος όρος του WG είναι μικρότερος από τον μέσο όρο των υπόλοιπων εμπορικών προϊόντων και μέσος όρος του PE είναι μικρότερος από τον μέσο όρο των εμπορικών προϊόντων DCL και MFT. 35

37 Για τα δεδομένα της τομής 3 από τον έλεγχο Kruskal-Wallis διαπιστώθηκε ότι η επίδραση της μεταβλητής «εμπορικό προϊόν» στις τιμές των αναλογιών των εμβαδών είναι στατιστικά σημαντική (Η (3)= με p= < 0.05). Για την εύρεση των επιμέρους διαφορών, στις δυάδες των κατηγοριών, πραγματοποιήθηκαν έλεγχοι (pairwise comparisons) με t-test και με το μη παραμετρικό κριτήριο Mann-Whitney, χρησιμοποιώντας τη διόρθωση Bonferroni. μ DCL = μ PE. Από τον έλεγχο Mann-Whitney προέκυψε διαφορά στον μέσο όρο ως προς τα δύο προϊόντα, διότι p M-W = 0.000< Επιπλέον, ισχύει ότι μ DCL > μ PE. μ DCL = μ MFT. Από τον έλεγχο t-test με ίσες διασπορές (p F-test = > 0.05) δεν προέκυψε διαφορά στον μέσο όρο ως προς τα δύο προϊόντα, διότι p t-test = > Επίσης, p Μ-W = > μ DCL = μ WG. Από τον έλεγχο Mann-Whitney προέκυψε διαφορά στον μέσο όρο ως προς τα δύο προϊόντα, διότι p M-W = < Επιπλέον, ισχύει ότι μ DCL > μ WG. μ PE = μ MFT. Από τον έλεγχο t-test με άνισες διασπορές (p F-test = < 0.05) προέκυψε διαφορά στον μέσο όρο ως προς τα δύο προϊόντα, διότι p t-test = < Επίσης, p Μ-W = < Επιπλέον, ισχύει ότι μ PE < μ MFT. μ PE = μ WG. Από τον έλεγχο Mann-Whitney δεν προέκυψε διαφορά στον μέσο όρο ως προς τα δύο προϊόντα, διότι p M-W = > μ ΜFT = μ WG. Από τον έλεγχο t-test με ίσες διασπορές (p F-test = 0.065> 0.05) προέκυψε διαφορά στον μέσο όρο ως προς τα δύο προϊόντα, διότι p t-test = < Επίσης, p Μ-W = < Επιπλέον, ισχύει ότι μ WG < μ MFT. Συγκεντρωτικά, τα αποτελέσματα για την τομή 3 φαίνονται στον Πίνακα 6. Πίνακας 6: Με * φαίνονται οι στατιστικά σημαντικές διαφορές και με οι μη στατιστικά σημαντικές διαφορές. DCL PE MFT WG DCL * - * PE * * - MFT - * * WG * - * Επομένως, από τη στατιστική ανάλυση των δεδομένων προκύπτουν συγκεντρωτικά τα ακόλουθα αποτελέσματα: Τομή 2: ΚΕ: PE < WG < DCL < MFT ΚΥ: PE < όλες ΠΡ: WG < PE < DCL, MFT 36

38 Τομή 3: τα αποτελέσματα φαίνονται στον Πίνακα 7. Πίνακας 7: Με * φαίνονται οι στατιστικά σημαντικές διαφορές και με οι μη στατιστικά σημαντικές διαφορές. Κεντρικοί τομείς: Κυνόδοντες: Προγόμφιοι: DCL PE MFT WG DCL *-* * PE *-* *** --- MFT --- *** *-* WG --* --- *-* Σύγκριση μεταξύ των τύπων δοντιών για κάθε τομή και κάθε εμπορικό προϊόν DCL: Κεντρικός Κυνόδοντας Προγόμφιος Κεντρικός Κυνόδοντας Προγόμφιος α Εικόνα 22: Μέσοι όροι και τυπικές αποκλίσεις των αναλογιών των εμβαδών των τομών 2 (α) και 3 (β) του DCL ανά τύπο δοντιού. β Για τα δεδομένα της τομής 2 προέκυψε ότι η επίδραση της μεταβλητής «τύπος δοντιού» στις τιμές των αναλογιών των εμβαδών είναι στατιστικά σημαντική (F (2, 30)= με p= < 0.05). Από την Tukey Post- Hoc Analysis προέκυψε ότι ο μέσος όρος του ΠΡ είναι μεγαλύτερος από τον μέσο όρο του ΚΕ και του ΚΥ. Για τα δεδομένα της τομής 3 προέκυψε ότι η επίδραση της μεταβλητής «τύπος δοντιού» στις τιμές των αναλογιών των εμβαδών δεν είναι στατιστικά σημαντική (F (2, 30)= με p= > 0.05). 37

39 PE: Κεντρικός Κυνόδοντας Προγόμφιος Κεντρικός Κυνόδοντας Προγόμφιος α Εικόνα 23: Μέσοι όροι και τυπικές αποκλίσεις των αναλογιών των εμβαδών των τομών 2 (α) και 3 (β) του PE ανά τύπο δοντιού. β Για τα δεδομένα της τομής 2 και τομής 3, προέκυψε ότι η επίδραση της μεταβλητής «τύπος δοντιού» στις τιμές των αναλογιών των εμβαδών δεν είναι στατιστικά σημαντική (τομή 2: (F (2, 28)= με p= > 0.05), τομή 3: (F (2, 28)= με p= > 0.05). MFT: Κεντρικός Κυνόδοντας Προγόμφιος Κεντρικός Κυνόδοντας Προγόμφιος α Εικόνα 24: Μέσοι όροι και τυπικές αποκλίσεις των αναλογιών των τομών 2 (α) και 3 (β) του MFT ανά τύπο δοντιού. β 38

40 Για τα δεδομένα της τομής 2 προέκυψε ότι η επίδραση της μεταβλητής «τύπος δοντιού» στις τιμές των αναλογιών των εμβαδών είναι στατιστικά σημαντική (F (2, 24)= με p= < 0.05). Από την Tukey Post- Hoc Analysis προέκυψε ότι ο μέσος όρος του ΚΥ είναι μικρότερος από τον μέσο όρο του ΠΡ. Για τα δεδομένα της τομής 3 προέκυψε ότι η επίδραση της μεταβλητής «τύπος δοντιού» στις τιμές των αναλογιών των εμβαδών είναι στατιστικά σημαντική (F (2, 24)= με p= < 0.05). Από την Tukey Post- Hoc Analysis προέκυψε ότι ο μέσος όρος του ΠΡ είναι μεγαλύτερος από τον μέσο όρο του ΚΕ και του ΚΥ. WG Κεντρικός Κυνόδοντας Προγόμφιος Κεντρικός Κυνόδοντας Προγόμφιος α Εικόνα 25: Μέσοι όροι και τυπικές αποκλίσεις των αναλογιών των τομών 2 (α), 3 (β) του WG ανά τύπο δοντιού. β Για τα δεδομένα της τομής 2 προέκυψε ότι η επίδραση της μεταβλητής «τύπος δοντιού» στις τιμές των αναλογιών των εμβαδών είναι στατιστικά σημαντική (F (2, 32)= με p= < 0.05). Από την Tukey Post- Hoc Analysis προέκυψε ότι ο μέσος όρος του ΠΡ είναι μικρότερος από τον μέσο όρο του ΚΕ και του ΚΥ και ο μέσος όρος του ΚΕ είναι μικρότερος από τον μέσο όρο του ΚΥ. Για τα δεδομένα της τομής 3 προέκυψε ότι η επίδραση της μεταβλητής «τύπος δοντιού» στις τιμές των αναλογιών των εμβαδών είναι στατιστικά σημαντική (F (2, 32)= με p= < 0.05). Από την Tukey Post- Hoc Analysis προέκυψε ότι ο μέσος όρος του ΚΕ είναι μικρότερος από τον μέσο όρο του ΚΥ και του ΠΡ. 39

41 Συγκεντρωτικά τα παραπάνω αποτελέσματα φαίνονται στον Πίνακα 8. Πίνακας 8: Συγκεντρωτικά αποτελέσματα σύγκρισης μεταξύ των τύπων των δοντιών ανά τομή σε κάθε εταιρεία. Τομή 2 Τομή 3 DCL ΠΡ > ΚΕ, ΚΥ - PE - - MFT ΚΥ < ΠΡ ΠΡ > ΚΥ, ΚΕ WG ΠΡ < ΚΕ, ΚΥ ΚΕ < ΚΥ, ΠΡ 40

42 Μικροσκληρότητα Στη στατιστική ανάλυση των δεδομένων συμπεριλήφθηκε και το προϊόν Vitapan, με μετρήσεις κατά προσέγγιση στο εξωτερικό και εσωτερικό στρώμα. Για τη στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων της σκληρομέτρησης, έγιναν οι εξής συγκρίσεις: o o o Σύγκριση της σκληρότητας του εσωτερικού στρώματος μεταξύ των εμπορικών προϊόντων. Σύγκριση της σκληρότητας του εξωτερικού στρώματος μεταξύ των εμπορικών προϊόντων. Σύγκριση μεταξύ εσωτερικής και εξωτερικής σκληρότητας για κάθε εμπορικό προϊόν. Σύγκριση της σκληρότητας του εσωτερικού στρώματος μεταξύ των εμπορικών προϊόντων DCL PE MFT VITAPAN WG Εικόνα 26: Μέσοι όροι και τυπικές αποκλίσεις έσω σκληρότητας ανά εμπορικό προϊόν. Σύμφωνα με την ανάλυση διασποράς με έναν παράγοντα η επίδραση της μεταβλητής «εμπορικό προϊόν» στις τιμές των μετρήσεων της έσω σκληρότητας είναι στατιστικά σημαντική (F (4, 45)= με p= < 0.05). Από την Tukey Post-Hoc ανάλυση προέκυψε ότι η επίδραση αυτή οφείλεται στο γεγονός ότι ο μέσος όρος των μετρήσεων της έσω σκληρότητας για το VITAPAN είναι μεγαλύτερος από τον μέσο όρο των μετρήσεων της έσω σκληρότητας των εμπορικών προϊόντων DCL, PE, MFT και WG (p= 0.000, 0.000, και < 0.05, αντίστοιχα) και ο μέσος όρος των μετρήσεων της έσω σκληρότητας για το MFT είναι μεγαλύτερος από τον μέσο όρο των μετρήσεων της έσω σκληρότητας των DCL, PE και WG (p= 0.000, και < 0.05, αντίστοιχα). 41