ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΩΝ ΟΥΔΕΤΕΡΩΝ ΣΤΡΩΜΑΤΩΝ ΣΤΗΝ ΑΝΟΔΟ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΣΤΟΝ ΠΟΛΦΙΚΟ ΘΑΛΑΜΟ ΚΑΤΑ ΤΟΝ ΦΩΤΟΠΟΛΥΜΕΡΙΣΜΟ ΤΩΝ ΣΥΝΘΕΤΩΝ ΡΗΤΙΝΩΝ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΟΔΟΝΤΙΑΤΡΙΚΗΣ-ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΟΔΟΝΤΙΚΗΣ ΧΕΙΡΟΥΡΓΙΚΗΣ ΔΙΕΥΘΥΝΤΡΙΑ:ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΜΑΡΙΑ ΧΕΛΒΑΤΖΟΓΛΟΥ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΩΝ ΟΥΔΕΤΕΡΩΝ ΣΤΡΩΜΑΤΩΝ ΣΤΗΝ ΑΝΟΔΟ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΣΤΟΝ ΠΟΛΦΙΚΟ ΘΑΛΑΜΟ ΚΑΤΑ ΤΟΝ ΦΩΤΟΠΟΛΥΜΕΡΙΣΜΟ ΤΩΝ ΣΥΝΘΕΤΩΝ ΡΗΤΙΝΩΝ ΠΑΠΑΔΑΚΗ ΕΥΘΥΜΙΑ ΟΔΟΝΤΙΑΤΡΟΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ EΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΑΥΛΟΣ ΔΙΟΝΥΣΟΠΟΥΛΟΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2010

2 2

3 ΣΤΗΝ ΟΙΚΟΓΕΝΕΙΑ ΜΟΥ 3

4 4

5 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη της επίδρασης των ουδετέρων στρωμάτων στην αύξηση της θερμοκρασίας στον πολφικό θάλαμο κατά τον φωτοπολυμερισμό των σύνθετων ρητινών.το γεγονός ότι η αύξηση της ενδοπολφικής θερμοκρασίας κατά τον φωτοπολυμερισμό των σύνθετων ρητινών μπορεί να προκαλέσει πολφική βλάβη αποτέλεσε την αφορμή για την επιλογή του θέματος αυτής της εργασίας. Το γενικό μέρος της εργασίας αυτής αποτελείται από έξι κεφάλαια όπου παρουσιάζονται αναλυτικά οι κατηγορίες των υαλοϋονομερών κονιών, η σύνθεση τους και οι αντιδράσεις πήξης τους, οι ιδιότητες τους, η σύνθεση των συνθέτων ρητινών και των μονοφασικών συγκολλητικών παραγόντων, καθώς και οι συσκευές φωτοπολυμερισμού. Το ειδικό μέρος της εργασίας πραγματοποιήθηκε στο Εργαστήριο της Οδοντικής Χειρουργικής της Οδοντιατρικής Σχολής του Α.Π.Θ. Από τη θέση αυτή θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά τους Διευθυντές του Εργαστηριού Οδοντικής Χειρουργικής, την Αναπληρώτρια Καθηγήτρια κα. Άρτεμη Καρανίκα-Κούμα και τον Καθηγητή κ. Παύλο Διονυσόπουλο για την ευκαιρία που μου έδωσαν να παρακολουθήσω το μεταπτυχιακό πρόγραμμα της Οδοντικής Χειρουργικής. Ευχαριστώ θερμά τους υπεύθυνους του μεταπτυχιακού προγράμματος σπουδών του Εργαστηρίου Οδοντικής Χειρουργικής, Αναπληρωτή Καθηγητή κ. Γεώργιο Παλαγγιά και Καθηγήτρια κα. Μαρία Χελβατζόγλου-Αντωνιάδου, Διευθύντρια του Εργαστηρίου Οδοντικής Χειρουργικής, για την καθοδήγηση και την στήριξη τους κατά τη διάρκεια των μεταπτυχιακών σπουδών. Ιδιαίτερα ευχαριστώ τον Καθηγητή κ. Παύλο Διονυσόπουλο, ο οποίος ήταν ο επιβλέπων της διπλωματικής αυτής εργασίας, που με τη συμπαράσταση και την καθοδήγηση του σε όλα τα στάδια της εργασίας με βοήθησε σημαντικά στην ολοκλήρωση της. Ευχαριστώ θερμά τον στατιστικολόγο κ. Βασίλειο Καραγιάννη για την πολύτιμη βοήθεια του στη στατιστική ανάλυση των ευρημάτων της ερευνάς μου. 5

6 Τέλος, ευχαριστώ όλα τα μέλη ΔΕΠ του Εργαστηρίου της Οδοντικής Χειρουργικής για την άψογη συνεργασία που είχαμε και την καθοδήγηση τους στο θεωρητικό και κλινικό τμήμα του μεταπτυχιακού προγράμματος. 6

7 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Εισαγωγή Σελ.9 Α. ΠΡΩΤΟ ΜΕΡΟΣ (ΓΕΝΙΚΟ) Σελ Οι υαλοϊονομερείς κονίες Σελ Η σύνθεση των υαλοϊονομερών κονιών Σελ α. Συμβατικές υαλοϊονομερείς κονίες Σελ β. Ρητινώδεις τροποποιημένες υαλοιονομερείς κονίες Σελ Οι αντιδράσεις πήξης των υαλοιονομερών κονιών Σελ α. Αντίδραση πήξης των συμβατικών υαλοϊονομερών κονιών Σελ β. Αντίδραση πήξης των ρητινωδών τροποποιημένων Σελ.16 υαλοїονομερών κονιών 2. Οι ιδιότητες των υαλοϊνομερών κονιών ως ουδέτερων στρωμάτων Σελ Όξινες τροποποιημένες σύνθετες ρητίνες (compomers) Σελ Η σύνθεση των όξινων τροποποιημένων συνθέτων ρητινών (compomers) 3.2 Αντίδραση πήξης όξινων τροποποιημένων συνθέτων ρητινών (compomers) Σελ.20 Σελ Σύνθετες ρητίνες Σελ Η σύνθεση των σύνθετων ρητινών Σελ α. Μονομερή Σελ β. Ανόργανες ενισχυτικές ουσίες (fillers) Σελ γ. Αναστολέας πολυμερισμού Σελ δ. Συστήματα κατάλυσης Σελ ε. Συζευκτικός παράγοντας Σελ στ. Άλλα πρόσθετα Σελ.27 5.Συγκολλητικοί παράγοντες Σελ Η σύνθεση των συγκολλητικών παραγόντων Σελ α. Μονομερή Σελ β. Φωτοκαταλύτες Σελ γ. Σταθεροποιητές Σελ δ. Χημικές ενώσεις φθορίου Σελ ε. Οξέα Σελ στ. Ενισχυτικές ουσίες Σελ ζ Διαλύτες Σελ.29 6.Συσκευές φωτοπολυμερισμού 6.1. Λυχνίες χαλαζία-τουνγκστενίου-αλογόνου (quartz tungsten halogen light unit QTH) Σελ.30 Σελ.30 7

8 6.2. Συσκευές πλάσματος (PAC) Σελ Συσκευές LED Σελ Συσκευές laser αργού Σελ.31 B. ΔΕΥΤΕΡΟ ΜΕΡΟΣ (ΕΙΔΙΚΟ) Σελ Υλικά και μέθοδοι Σελ Μεθοδολογία Σελ Στατιστική μεθοδολογία Σελ.35 2.Αποτελέσματα 3.Συζήτηση 4. Συμπεράσματα 5. Περίληψη Βιβλιογραφία Σελ.36 Σελ.44 Σελ.48 Σελ.49 Σελ.51 8

9 Εισαγωγή Είναι γεγονός ότι η ανάγκη αισθητικά αποδεκτών αποκαταστάσεων στην οδοντιατρική έχει οδηγήσει στην ευρεία χρήση των σύνθετων ρητινών. Ο πολυμερισμός αυτών των υλικών με τη χρήση των συσκευών φωτοπολυμερισμού προκαλεί άνοδο της θερμοκρασίας στον πολφό, εξαιτίας της εξώθερμης αντίδρασης κατά τη μετατροπή των διπλών δεσμών άνθρακα στη σύνθετη ρητίνη και της αύξησης της θερμοκρασίας λόγω ακτινοβολίας (Danesh και συν 2004, Αsmussen & Peutzfelt 2005). Οι πιθανές βλαπτικές επιδράσεις της αύξησης της θερμοκρασίας στον πολφό έχουν ευρέως ερευνηθεί. Αύξηση της θερμοκρασίας στον πολφό που υπερβαίνει τους 42,5 C, μπορεί να οδηγήσει σε μη αντιστρεπτή βλάβη (Hannig & Bott 1999). Έχει αναφερθεί ότι άνοδος της θερμοκρασίας άνω των 49 C έχει προκαλέσει μη αντιστρεπτή βλάβη στη μικροκυκλοφορία του πολφού (Danesh και συν 2004), ενώ έχει μετρηθεί και άνοδος θερμοκρασίας έως και 20 C στη μάζα της ρητίνης (Hannig & Bott 1999).Η ανάγκη προστασίας του πολφού κατά τη χρήση συσκευών φωτοπολυμερισμού έχει οδηγήσει στη χρήση ουδέτερων στρωμάτων πριν την τοποθέτηση των σύνθετων ρητινών σε βαθιές κοιλότητες (Kakaboura & Argyri 1990). Ένα ουδέτερο στρώμα για να μπορέσει να λειτουργήσει ως προστατευτικό του πολφού, θα πρέπει να πλήρη τις παρακάτω προϋποθέσεις (Παξιμαδά-Τσακανίκου 2004): α. να προσφύεται στους οδοντικούς ιστούς, ώστε να εμποδίζει πλήρως το φαινόμενο της μικροδιείσδυσης β. να είναι βιοσυμβατό γ. να έχει καλές φυσικομηχανικές ιδιότητες δ. να εμφανίζει αντιμικροβιακές ιδιότητες, ώστε να αποτελεί φραγμό για την είσοδο των μικρόβιων προς τον πολφό ε. να έχει οπτικές ιδιότητες τέτοιες, ώστε να μην αλλοιώνει το αισθητικό αποτέλεσμα της τελικής αποκατάστασης, όταν συνδυάζεται κυρίως με σύνθετες ρητίνες. στ. να είναι ταχύπηκτο και εύχρηστο στην κλινική του εφαρμογή Η υαλοϊονομερής κονία ως υλικό προστασίας του πολφού διαδόθηκε ευρέως στην κλινική πράξη από το 1985 και συνδυάστηκε η χρήση της κατ αρχάς με τις σύνθετες ρητίνες (McLean και συν 1985). Σήμερα κυκλοφορεί σε χημικά 9

10 σκληρυνόμενα σκευάσματα αλλά και σε φωτοπολυμεριζόμενα. Επίσης χρησιμοποιείται με τη μορφή επιχρίσματος (lining) ή βάσης (base), αν και τα περισσότερα σκευάσματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν είτε ως επίχρισμα, είτε ως βάση διαφοροποιώντας την ποσότητα σκόνης-υγρού κατά την ανάμειξη (Παξιμαδά-Τσακανίκου 2004, Kakaboura & Argyri 1990). Η εξελικτική τους πορεία δημιούργησε πολλές μορφές υαλοϊονομερών κονιών αλλά και υβριδίων με τις σύνθετες ρητίνες (Πίνακας 1). Οι βασικές μορφές υαλοϊονομερών κονιών είναι οι τυπικές κονίες και οι ρητινώδεις τροποποιημένες. Οι δύο αυτές μορφές με τη σειρά τους διαιρούνται σε διάφορες υποκατηγορίες ανάλογα με τη σύνθεση αλλά και τη χρήση τους (Τολίδης 2004). Στην παρούσα εργασία θα μελετηθεί η άνοδος της θερμοκρασίας στην πολφική κοιλότητα με τη χρήση συσκευής αλογόνου υψηλής έντασης για τον φωτοπολυμερισμό σύνθετων ρητινών. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη της επίδρασης των ουδέτερων στρωμάτων στην αύξηση της θερμοκρασίας στον πολφικό θάλαμο κατά τον φωτοπολυμερισμό των σύνθετων ρητινών. 10

11 Α. ΠΡΩΤΟ ΜΕΡΟΣ (ΓΕΝΙΚΟ) 1. Οι υαλοϊονομερείς κονίες 1.1. Η σύνθεση των υαλοϊονομερών κονιών 1.1.α. Συμβατικές υαλοϊονομερείς κονίες Σε όλους τους τύπους των υαλοϊονομερών κονιών η σκόνη είναι ασβεστοαργυλοπυριτούχος τύπος γυαλιού εμπλουτισμένος με φθόριο και νάτριο και κονιοποιημένος σε τεμαχίδια που δεν ξεπερνούν τα 50 μm. Παρασκευάζεται από την τήξη υλικών, όπως χαλαζία (Si02), τριφθοριούχου αργιλίου (AIF3), φωσφορικού αργιλίου (AIPO4), φθοριούχου ασβεστίου (CaF2) και κρυολίτη (NaF2) σε θερμοκρασίες C. Στη συνέχεια η μάζα αυτή ψύχεται σε νερό και τεμαχίζεται. Επιπρόσθετα, ενσωματώνονται στοιχεία, όπως Sr ή Ba ή La για την επίτευξη ακτινοσκιερότητας (Καρανίκα-Κούμα 2003, Crisp & Wilson 1974). Το υγρό των υαλοϊονομερών κονιών είναι υδατικό διάλυμα μονο-, δι-ή τρικαρβοξυλικών οξέων, με επικρατέστερα το ακρυλικό, ιτακονικό και μαλεϊκό οξύ. Για λόγους σταθερότητας του υγρού και μεγαλύτερης δραστικότητας κυριαρχούν τα συμπολυμερή ακρυλικού/ιτακονικού και ακρυλικού/μαλεϊκού οξέος (Καρανίκα-Κούμα 2003, Tολίδης 2004). Για τον έλεγχο του χρόνου πήξης των υαλοϊονομερών κονιών ενσωματώνονται στο υγρό της κονίας ζελατινώδη πρόσθετα μικρού μοριακού βάρους. Καλύτερο τέτοιο ζελατινώδες πρόσθετο αποδείχθηκε ότι είναι το θετικό οπτικό ισομερές του ταρταρικού οξέος σε μικρή ποσότητα. Αυτό αυξάνει το χρόνο ανάμειξης και βελτιώνει το ρυθμό πήξης διευκολύνοντας την εξαγωγή ελεύθερων κατιόντων από το γυαλί της σκόνης, που θα αντιδράσουν με τα πολυανιόντα των οξέων, γεγονός που έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της ταχύτητας πήξης του υλικού (Nicholson 1998). Οι ιδιότητες των υαλοϊονομερών κονιών μπορούν να τροποποιηθούν με την αλλαγή του μεγέθους των τεμαχιδίων του γυαλιού, με την μεταβολή της θερμοκρασίας τήξης, της πυκνότητας και του ιξώδους του υγρού. Το ιξώδες του υγρού που είναι μεγάλο, λόγω του μεγάλου μοριακού βάρους των πολυκαρβοξυλικών οξέων που περιέχει, αποτελεί στοιχείο που δυσκολεύει τους χειρισμούς ανάμειξης των κονιών (Crisp & Wilson 1974). Για την αντιμετώπιση του προβλήματος αυτού, σε κάποια εμπορικά σκευάσματα τα πολυακρυλικό οξύ 11

12 αφυδατώνεται και προστίθεται στη σκόνη. Για την ανάμειξη αυτών των κονιών χρησιμοποιείται τρεχούμενο ή απεσταγμένο νερό ή υδατικό διάλυμα ταρταρικού οξέος. Η τροποποίηση αυτή επιμήκυνε το χρόνο φύλαξης των υαλοϊονομερών κονιών αλλά και το χρόνο πήξης (Τολίδης 2004). Για την αντιμετώπιση ενδεχόμενων λαθών στην αναλογία σκόνης / υγρού και τη δημιουργία λιγότερων πόρων στη μάζα τους, οι υαλοϊονομερείς κονίες προσφέρονται σε κάψουλες με προζυγισμένες ποσότητες υγρού και σκόνης, των οποίων η ανάμειξη γίνεται με δονητή (Καρανίκα-Κούμα 2003, Τολίδης 2004). Υλικό Βασική σύσταση Αντίδραση πολυμερισμού Υαλοιονομερείς Σκόνη: Αντίδραση: κονίες φθόριο-αργιλοπυριτική Οξέος-βάσης ύαλος Υγρό: Πολυακρυλικό οξυ,νερο Ρητινώδεις Σκόνη: Αντίδραση: τροποποιημένες φθόριο-αργιλοπυριτική Οξέος-βάσης υαλοϊονομερείς ύαλος Πολυμερισμός κονίες Υγρό: Πολυακρυλικό με φως οξύ,μεθακρυλικά μονομερή,καταλύτης Όξινες Πάστα: Πολυμερισμός τροποποιημένες Ενισχυτικές με φως σύνθετες ρητίνες ουσίες,μεθακρυλικό μονομερές,οξικό μονομερές,καταλύτης Δομή του σκληρυμένου υλικού Ενισχυτική ουσία: φθόριο-άργιλο-πυριτική ύαλος Μήτρα: Πολυόξινο άλας Ενισχυτική ουσία: φθόριο-αργιλο-πυριτική ύαλος Μήτρα: Πολυόξινο άλας Μεθακρυλικό πολυμερές Ενισχυτικές ουσίες: Φθοριούχες Μήτρα: Μεθακρυλικό πολυμερές Οξικό πολυμερές Πίνακας 1. Κατηγοριοποίηση των υαλοϊονομερών κονιών τροποποιημένων συνθέτων ρητινών (Κούτσουρη 2004). και των όξινων 12

13 1.1.β. Ρητινώδεις τροποποιημένες υαλοϊονομερείς κονίες Οι ρητινώδεις τροποποιημένες υαλοϊονομερείς κονίες είναι υλικά τα οποία έχουν ως βάση το νερό και σκληρύνονται ως αποτέλεσμα αντιδράσεων ουδετεροποίησης ανάμεσα στο οξύ και τη βάση των συμβατικών υαλοϊονομερών κονιών, αλλά και τον πολυμερισμό των ελεύθερων ριζών των συνθέτων ρητινών. Ο φωτοπολυμερισμός αυτός επιτυγχάνεται μέσω της ενσωμάτωσης μονομερών ρητίνης στο υδατικό διάλυμα του πολυακρυλικού οξέος. Από άποψη δομής, έχουν ακολουθηθεί οι παρακάτω κατευθύνσεις: α) Υλικά που περιέχουν το οξύ και τη βάση των συμβατικών υαλοϊονομερών κονιών και στα οποία έχουν προστεθεί στο πολυακρυλικό οξύ υδατοδιαλυτά μονομερή ρητίνης, όπως το 2- ύδροξυ-αιθυλ-μεθακρυλικό οξύ (2-ΗΕΜΑ) ή υδροξυμεθακρυλικά μονομερή (όπως δι-μεθακρυλική αιθυλική γλυκόλη), καθώς και μονομερές του τύπου Βιs- GMA ( δι-γλυκυλ-διλικος διμεθακρυλικός εστέρας της δι-φαινόλης Α). Η σκόνη των ΡΤΥΚ περιέχει κόκκους υάλου, του τύπου των υαλοϊονομερών κονιών, ενώ σε κάποια εμπορικά σκευάσματα έχει ενσωματωθεί αφυδατωμένο πολυακρυλικό και ταρταρικό οξύ. Η σκλήρυνση σ' αυτά τα υλικά είναι αποτέλεσμα αντίδρασης βάσης - οξέος, αλλά και αντίδρασης των ελεύθερων ριζών, της οποίας η έναρξη γίνεται με φωτοπολυμερισμό. Επιπροσθετα, έχουν ενσωματωθεί στη σκόνη ή στο υγρό καμφοροκινόνη ως φωτοκαταλύτης, νατριούχο άλας του υποθειώδους τολουενίου ως ενεργοποιητής και το διμεθυλαμινοβενζοικό αιθύλιο ως φωτοενεργοποιητής (Καρανίκα-Κούμα 2003, McCabe 1998, Sidhu & Watson 1995). β) Υλικά όπου το πολυοξύ των συμβατικών υαλοϊονομερών κονιών έχει τροποποιηθεί με την προσθήκη πολυμεριζόμενων ομάδων (π.χ. εστεροποίηση με ΗΕΜΑ), ενώ οι παραμένουσες καρβοξυλικές ομάδες πραγματοποιούν την αντίδραση ανάμεσα στο οξύ και στη βάση. Συγκεκριμένα, από άποψη δομής μια ρητινώδης τροποποιημένη υαλοϊονομερής κονία αποτελείται από: πολυακρυλικό οξύ ή τροποποιημένο πολυακρυλικό οξύ με την προσθήκη σ' αυτό φωτοπολυμεριζόμενων ομάδων φωτοπολυμεριζόμενο μονομερές ύαλο, η οποία με την προσβολή της από το οξύ απελευθερώνει ιόντα νερό 13

14 Παρ' όλο που η περιεκτικότητα των παραπάνω συστατικών ποικίλλει από σκεύασμα σε σκεύασμα, οι ρητινώδεις τροποποιημένες υαλοϊονομερείς κονίες περιέχουν ρητίνη σε ποσοστό από 4,5-6% (Κούτσουρη 2004) Οι αντιδράσεις πήξης των υαλοїονομερών κονιών 1.2.α. Αντίδραση πήξης των συμβατικών υαλοϊονομερών κονιών Η αντίδραση πήξης σε όλες τις κατηγορίες των συμβατικών υαλοϊονομερών κονιών είναι μία οξεοβασική αντίδραση (Εικ.1). Εικόνα1. Η οξεοβασική αντίδραση (Καρανίκα-Κούμα 2003) Σε όλες τις υαλοϊονομερείς κονίες η αντίδραση πήξης συντελείται σε τέσσερα στάδια, τα οποία είναι (Εικ 2): α) Το στάδιο της διάλυσης. Κατά το στάδιο αυτό, μετά την επαφή της σκόνης με το πολυακρυλικό οξύ, απελευθερώνονται από το γυαλί ιόντα Ca+2 και AI+3, τα οποία μεταναστεύουν στη ρευστή μάζα της κονίας. β) Το ζελατινώδες στάδιο. Στο στάδιο αυτό τα κατιόντα δεσμεύονται από τα πολυανιόντα και δημιουργούν άλατα, τα οποία ζελατινοποιούνται και σκληρύνονται. 14

15 γ) Το στάδιο πήξης. Κατά το στάδιο αυτό τα άλατα ενυδατώνονται, οπότε και αναπτύσσονται περισσότερες και σταθερότερες γέφυρες άλατος. δ) Το στάδιο της τελικής σκλήρυνσης. Κατά το στάδιο αυτό παρατηρείται ωρίμανση της κονίας,η οποία συνεχίζεται και πέρα των 24 ωρών. Κατά το διάστημα αυτό βελτιώνεται η διαφάνεια του υλικού και αυξάνεται η αντοχή του στην αφυδάτωση και την προσβολή του από τα οξέα (Κούτσουρη 2004). Εικόνα 2. Σχηματική απεικόνιση των σταδίων σκλήρυνσης των συμβατικών υαλοϊονομερών κονιών (Κούτσουρη 2004). Η αντίδραση πήξης ξεκινά όταν η ύαλος έρχεται σε επαφή με το οξύ και δέχεται την επίδραση των ιόντων υδρογόνου του οξέος. Η επίδραση αυτή διαλύει την ύαλο απελευθερώνοντας μεταλλικά ιόντα τα οποία ενώνονται παρουσία νερού με τις καρβοξυλικές όξινες ομάδες του οξέος σχηματίζοντας μια μήτρα πολυόξινων αλάτων, ενώ η επιφάνεια της υάλου μετατρέπεται σε πυριτική υδρογέλη και ο πυρήνας της υάλου παραμένει άθικτος λειτουργώντας ως ενισχυτική ουσία (Τολίδης 2004). Η αναλογία σκόνης-υγρού στα σκευάσματα των υαλοϊονομερών κονιών είναι κρίσιμη για την αντοχή τους. Γι αυτό το λόγο θα πρέπει πάντοτε να ακολουθούνται οι οδηγίες του κατασκευαστή για την αναλογία σύμφωνα με την προβλεπόμενη χρήση (αποκαταστατική, βάση ή συνδετική) ή να προτιμώνται οι 15

16 προζυγισμένες κάψουλες, που εξασφαλίζουν σταθερή σύσταση, ιξώδες, ποιότητα ανάμειξης και ευκολία τοποθέτησης (Τολίδης 2004). Κατά την αντίδραση βάσης-οξέος απελευθερώνονται ιόντα φθορίου, τα οποία καθώς, όπως υποστηρίζεται, δεν αποτελούν βασικό μέρος σχηματισμού της μήτρας, μπορούν να μετακινούνται από την κονία στο περιβάλλον και να επιστρέφουν σε αυτήν, διότι τα ιόντα φθορίου και υδροξυλίου έχουν το ίδιο μέγεθος. Μ αυτό τον μηχανισμό πιθανολογείται ότι οι υαλοϊονομερείς κονίες μπορούν να λειτουργήσουν ως αποθήκη φθορίου και να υπάρχει μια ανταλλαγή μεταξύ αυτών και του φορτισμένου με φθόριο στοματικού περιβάλλοντος (Μount 1994, Eichmiller & Marjenhoff 1998). Στα πρώτα στάδια της πήξης, όταν δημιουργούνται πολυκαρβοξυλικά άλατα, οι υαλοϊονομερείς κονίες είναι ιδιαίτερα ευαίσθητες στην υγρασία, καθώς τα πολυκαρβοξυλικά άλατα ασβεστίου είναι ασταθή και ευδιάλυτα. Εάν το νερό έρθει σ επαφή με την επιφάνεια της κονίας πριν αυτή πήξει τελείως, απομακρύνονται απ αυτήν μεταλλικά ιόντα, οπότε χάνει τη διαφάνεια της, γίνεται εύθρυπτη και έχει μειωμένη αντοχή (Καρανίκα-Κούμα 2003). Σ αυτή τη φάση πρέπει η κονία να προστατεύεται με κάποιο υδρόφοβο μέσο. Παλαιότερα ως τέτοια μέσα προτείνονταν τα διάφορα βερνίκια, ενώ αργότερα διαπιστώθηκε ότι καλύτερη προστασία μπορούν να προσφέρουν οι φωτοπολυμεριζόμενες υγρές ρητίνες. Έτσι προστατεύονται οι υαλοϊονομερείς κονίες και από την απώλεια του νερού που περιέχουν, που είναι σημαντικότατο στοιχείο τόσο για την εξέλιξη των αντιδράσεων, όσο για την ενυδάτωση της μήτρας. Μετά την τελική πήξη της κονίας με τον πλήρη σχηματισμό των πολυκαρβοξυλικών αλάτων, μειώνεται η ευαισθησία της κονίας στα στοματικά υγρά. Οι υαλοϊονομερείς κονίες μετά την τελική τους πήξη πρέπει να βρίσκονται συνεχώς σε περιβάλλον υγρασίας, για την αποφυγή της αφυδάτωσης που θα οδηγήσει σε καταστροφή της δομής τους (McLean 1988). Η τελική δομή της κονίας μετά την πήξη της είναι μια πολυαλατούχα μήτρα που περιέχει κόκκους γυαλιού ως ενισχυτικές ουσίες, οι οποίες περιβάλλονται από πυριτιούχα ζελατινώδη ζώνη (Καρανίκα-Κούμα 2003). 1.2.β. Αντίδραση πήξης των ρητινωδών τροποποιημένων υαλοϊονομερών κονιών H τελική πήξη του μείγματος σκόνης/υγρού πραγματοποιείται μέσα από μια αλληλουχία αντιδράσεων: 16

17 α) Με την έναρξη της ανάμειξης σκόνης/υγρού ξεκινά η αντίδραση βάσης-οξέος για το σχηματισμό των πολυκαρβοξυλικών αλάτων (McLean 1992). β) Με την έκθεση του μείγματος σε ακτινοβολία ορατού φάσματος ενεργοποιείται η αντίδραση φωτοπολυμερισμού, όπως και στις φωτοπολυμεριζόμενες σύνθετες ρητίνες για το σχηματισμό της πολυμερούς μήτρας. Παράλληλα με τη δεύτερη αυτή αντίδραση συνεχίζεται και η πρώτη της βάσης οξέος (Διπλός πολυμερισμός). Σε μερικά σκευάσματα των Ρ.Τ.Υ.Κ. έχει προστεθεί ένας επιπλέον μηχανισμός, αυτός του χημικού πολυμερισμού των μεθακρυλικών μονομερών (Τριπλός πολυμερισμός, Wang & Mitra 1994). Τελικά η δομή στα φωτοπολυμεριζόμενα σκευάσματα είναι ένα πλέγμα από πολυαλατούχα και πολυ-υδρομεθακρυλική μήτρα, με υδρόφιλα και υδρόφοβα στοιχεία, στην οποία είναι διασπαρμένοι οι κόκκοι του γυαλιού (Smith 1990, Kαρανίκα-Κούμα 2003). Από ελέγχους της πορείας αντίδρασης πήξης των ρητινωδών τροποποιημένων υαλοϊονομερών κονιών διαπιστώθηκε ότι η πρώτη φάση της πήξης στηρίζεται κυρίως στον φωτοπολυμερισμό, κατά τον οποίο πολυμερίζεται το HEMA για να δώσει μια πολύ-hema μήτρα, και συμπληρώνεται με την αντίδραση βάσης/οξέος (McLean 1992, Bourke και συν 1992)( Εικ.3). Εικόνα 3. Σχηματική απεικόνιση των σταδίων σκλήρυνσης των ρητινωδών τροποποιημένων υαλοιονομερών κονιών (Κούτσουρη 2004). 17

18 Επίσης, έχει διαπιστωθεί ότι ο ταχύς σχηματισμός του πολυμερούς πλέγματος, που σχηματίζεται με τον φωτοπολυμερισμό, καθυστερεί την εξέλιξη της αντίδρασης βάσης-οξέος, με αποτέλεσμα την επιβράδυνση πήξης της κονίας (Eliades & Palaghias 1993, Κακαμπουρα και συν 1996). H επιβράδυνση αυτή πιθανόν να έχει συνέπειες τόσο στην πρώιμη όσο και στην τελική αντοχή της κονίας, στη συγκόλληση της με τους σκληρούς οδοντικούς ιστούς, αλλά και στη βιοσυμβατότητά της προς τον πολφό. Η αντίδραση πολυμερισμού συνεχίζεται μέχρι 24 ώρες (Yoshikawa και συν. 1994). Οι μηχανικές ιδιότητες των ρητινωδών τροποποιημένων υαλοϊονομερών κονιών βελτιώνονται μέχρι και επτά ημέρες από την πήξη τους,γεγονός που πιθανόν αποδεικνύει έμμεσα ότι η πήξη των κονιών συνεχίζεται μέχρι αυτό το χρονικό διάστημα (Καρανίκα-Κούμα 2003). 2. Οι ιδιότητες των υαλοϊνομερών κονιών ως ουδέτερων στρωμάτων Οι υαλοϊονομερείς κονίες έχουν το πλεονέκτημα έναντι των υπολοίπων ουδέτερων στρωμάτων, της συγκόλλησης με την αδαμαντίνη και την οδοντίνη και της απελευθέρωσης φθορίου (Παξιμαδά-Τσακανίκου 2003). Τα χημικά σκληρυνόμενα σκευάσματα εμφανίζουν καλύτερες μηχανικές ιδιότητες από τα κλασσικά υλικά προστασίας πολφού (πολυκαρβοξυλικές κονίες, κονία φωσφορικού ψευδαργύρου και ευγενολούχες κονίες). Εμφανίζουν μεγαλύτερη σκληρότητα, μεγαλύτερη αντοχή στις δυνάμεις σύνθλιψης και μεγαλύτερη πρώιμη αντοχή, όμως, παρουσιάζουν μειωμένη αντοχή στον εφελκυσμό και έχουν μικρότερο μέτρο ελαστικότητας (Καρανίκα-Κούμα 2003). Όσον αφορά τις φυσικές ιδιότητες των συμβατικών υαλοϊονομερών κονιών, η διαλυτότητά τους στο νερό είναι ίση με αυτή των πολυκαρβοξυλικών κονιών, μεγαλύτερη από αυτή των κονιών φωσφορικού ψευδαργύρου και μικρότερη από εκείνη των ευγενολούχων κονιών. Επίσης, εμφανίζουν ακτινοσκιερότητα και σχετικά μικρή διαφάνεια, λόγω των ημιδιαφανών κόκκων υάλου που περιέχουν. Η ηλεκτρική τους αγωγιμότητα είναι αυξημένη, διότι στη δομή τους επικρατούν ιοντικές και πολωτικές δυνάμεις, όμως, λειτουργούν θερμομονωτικά όπως προκύπτει από τις σχετικές μελέτες (Brantley & Kerby 1993,Tay & Braden 1987, Watts & Smith 1984). 18

19 Oι χημικά σκληρυνόμενες υαλοϊονομερείς κονίες παρουσιάζουν βιοσυμβατότητα με τον πολφό, προκαλώντας ήπια αντίδραση του κατά τα πρώτα στάδια πήξης, η οποία δικαιολογείται από το χαμηλό ph (1,2-2,3). Όταν χρησιμοποιείται μεγαλύτερη αναλογία σκόνης-υγρού, το αρχικό ph είναι υψηλότερο. Ιδιαίτερα σημαντική είναι η απελευθέρωση ιόντων φθορίου, η οποία είναι εντονότερη κατά τη διάρκεια της πήξης των κονιών και συμβάλλει στην αντιμικροβιακή δράση. Στην ιδιότητα αυτή των κονιών συμβάλλουν το χαμηλό ph στα πρώτα στάδια της πήξης τους και ο χημικός δεσμός με τους οδοντικούς ιστούς. Ο βαθμός μικροδιείσδυσης είναι μικρός, καθώς δεν παρατηρείται συστολή μετά την πήξη τους (Καρανικα-Κουμα 2003). Τα φωτοπολυμεριζόμενα σκευάσματα παρουσιάζουν βελτιωμένες τις μηχανικές ιδιότητες σε σχέση με τα χημικά σκληρυνόμενα σκευάσματα. Λόγω της παρουσίας πολυμερούς στο πλέγμα της δομής τους, εμφανίζουν αυξημένη αντοχή εφελκυσμού και μέτρο ελαστικότητας (Αttin και συν 1996). Επίσης, έχουν αυξημένη αντοχή στη διαλυτότητα στο νερό, έχουν υδρόφοβο χαρακτήρα και λειτουργούν ως θερμομονωτικά (Drummond και συν 1993, Jeffrey 1984). Παρουσιάζουν συστολή πολυμερισμού, λόγω της περιεχόμενης ρητίνης, η οποία τελικά αντιρροπείται από την υγροσκοπική διαστολή που υφίσταται το υλικό, και έτσι δεν παρουσιάζονται μικροχώροι στη μεσόφαση με τους οδοντικούς ιστούς. Πήζουν γρήγορα και έχουν καλύτερη χρωματική απόδοση από τα χημικά σκληρυνόμενα σκευάσματα, λόγω της αυξημένης διαπερατότητας στο φως. Είναι βιοσυμβατά υλικά, αν και παρουσιάζουν όξινο ph (2,8-3,8), το οποίο παραμένει και μετά τον φωτοπολυμερισμό. Επίσης, λόγω της εξώθερμης αντίδρασης παρατηρείται αύξηση της θερμοκρασίας μέχρι 5 C. Έχουν αντιμικροβιακές ιδιότητες και έχει βρεθεί ότι δημιουργούν ζώνες αναστολής ανάπτυξης της τερηδόνας σε στρεπτόκοκκους mutans, ακτινομύκητες και γαλακτοβάκιλλους. Απελευθερώνουν φθόριο, αν και όσο περισσότερο ρητινώδες μέρος περιέχουν, τόσο λιγότερο φθόριο αποδεσμεύουν. Το απελευθερούμενο φθόριο αρχικά είναι αποτέλεσμα διάχυσης ιόντων, ενώ αργότερα οφείλεται στη διάσπαση της μήτρας της κονίας. Τέλος, τα φωτοπολυμεριζόμενα σκευάσματα παρουσιάζουν αντοχή σύνδεσης με την οδοντίνη μεγαλύτερη από αυτή των χημικά σκληρυνόμενων υλικών. Όσον αφορά την επίδραση του αδροποιητικού οξέος στις υαλοϊονομερείς κονίες, δεν φαίνεται να επηρεάζει τα φωτοπολυμεροζόμενα σκευάσματα, ενώ στα χημικά σκληρυνόμενα σκευάσματα η 19

20 εφαρμογή οξέος για χρόνο μεγαλύτερο από δευτερόλεπτα προκαλεί αποδόμηση της μήτρας της κονίας σε βάθος (Παξιμαδά-Τσακανίκου 2004). Οι όξινες τροποποιημένες σύνθετες ρητίνες εμφανίζουν καλύτερες φυσικοχημικές ιδιότητες σε σχέση με τις συμβατικές και τις ρητινώδεις τροποποιημένες υαλοϊονομερείς κονίες, όμως υστερούν σε σχέση με τις σύνθετες ρητίνες (Κακάμπουρα και συν 2004). 3. Όξινες τροποποιημένες σύνθετες ρητίνες (compomers) 3.1 Η σύνθεση των όξινων τροποποιημένων σύνθετων ρητινών (compomers) Τα πρώτα σκευάσματα κυκλοφόρησαν το Πρόκειται για μια κατηγορία υλικών που μοιάζουν περισσότερο με τις σύνθετες ρητίνες παρά με τις υαλοϊονομερεις κονίες. Τα compomers είναι υλικά σε μορφή πάστας, τα οποία αποτελούνται από ανόργανη και οργανική φάση (Κακαμπουρα και συν 2004). Η ανόργανη φάση βρίσκεται εμβυθισμένη στην πολυμερή μήτρα. Είναι πυριτούχος ύαλος που περιέχει αργίλιο, φθόριο και στρόντιο το οποίο προσδίδει σ' αυτή ακτινοσκιερότητα. Η οργανική φάση περιέχει τα κλασικά μονομερή BίsGMA και UDMA, που είναι τροποποιημένα μεθακρυλικά, καθώς και μια κατηγορία μονομερών που φέρουν δυο καρβοξυλικές ομάδες, DCMA και TCB (διμεθακρυλικό ολιγομερές που προκύπτει από την σύνδεση του βουτανοτετρακαρβοξυλικού οξέος με ΗΕMΑ), καθώς και φωτοκαταλύτες (Hse και συν 1999, Κακαμπουρα 1999). Αυτά τα μονομερή μπορούν να αντιδράσουν ταυτόχρονα με τα μεθακρυλικά, με τον πολυμερισμό των ελεύθερων ριζών, καθώς και μέσω της αντίδρασης ουδετεροποίησης ανάμεσα στο οξύ και στη βάση, με κατιόντα που απελευθερώνονται από την ύαλο. Η αντίδραση ουδετεροποίησης ξεκινά και γίνεται μόνο παρουσία νερού. Επιπλέον, στη μήτρα των compomers περιέχεται και ένα όξινο μονομερές (Κακάμπουρα και συν 2004). Τα compomers διαφέρουν από τις υαλοϊονομερείς κονίες στο ότι τα τεμάχια της υάλου είναι μερικώς σιλανοποιημένα για να παρέχουν συγκόλληση με τη μήτρα της ρητίνης (Ραχιώτης 2002). Επίσης, η μήτρα δημιουργείται κυρίως από το φωτοπολυμερισμό των ελεύθερων ριζών των μονομερών. Οι πολυοξικές 20

21 τροποποιημένες σύνθετες ρητίνες πολυμερίζονται σχεδόν εξ ολοκλήρου κατά τον φωτοπολυμερισμό. Αργότερα μια περιορισμένη αντίδραση ουδετεροποίησης ανάμεσα στο οξύ και στη βάση λαμβάνει χώρα, όταν το νερό διεισδύσει στο δίκτυο του πολυμερούς (Hse και συν 1999). 3.2 Αντίδραση πήξης όξινων τροποποιημένων συνθέτων ρητινών (compomers) H μοναδική αντίδραση πήξης των όξινων τροποποιημένων σύνθετων ρητινών πραγματοποιείται κατά τον φωτοπολυμερισμό (Αrrondo και συν 2009). H απορρόφηση νερού από το εξωτερικό περιβάλλον απαιτείται για να ολοκληρωθεί η παραπάνω διαδικασία, καθώς, οι καρβοξυλομάδες των μονομερών ιονίζονται, αντιδρούν με τα βασικά οξείδια των μετάλλων και έτσι αναπτύσσεται η αντίδραση οξέος-βάσης κατά τα πρότυπα των υαλoϊονομερών κονιών (Κακάμπουρα 1999, Ραχιώτης 2002). Μέχρι σήμερα παραμένει χωρίς επαρκή τεκμηρίωση η ύπαρξη μιας τέτοιας αντίδρασης στο στοματικό περιβάλλον και ο σχηματισμός καρβοξυλικών αλάτων σε μια ήδη διαμορφωμένη στερεοδομή πολυμερούς, όπως αυτή που προκύπτει μετά το φωτοπολυμερισμό (Κακάμπουρα 1999). 4. Σύνθετες ρητίνες 4.1 Η σύνθεση των σύνθετων ρητινών Οι σύνθετες ρητίνες είναι πολυμερή υλικά που αποτελούνται από τρεις διαφορετικές φάσεις: 1. Μία συνεχή οργανική φάση 2. Μία ανόργανη φάση σε διασπορά, η οποία αποτελείται από ενισχυτικές ουσίες διαφόρων τύπων, μεγεθών, σχημάτων και μορφολογιών και 3. Μία ενδιάμεση φάση που συνδέει χημικά τις δύο προηγούμενες για τη δημιουργία ενός ενιαίου υλικού (Μπακοπούλου 2007). Τα βασικά συστατικά κάθε τύπου σύνθετης ρητίνης είναι: α) το μονομερές ή βασικό μονομερές (mοnοmer), β) το συμμονομερές ή διαλύτης (comonomer ή dilutor), γ) ο αναστολέας πολυμερισμού (inhibitor) και ο σταθεροποιητής υπεριώδους (UV stabilizers), δ) οι ενισχυτικές ουσίες (reίnforcing fillers), ε) οι συζευκτικοί παράγοντες (cοupling agents), στ) το σύστημα κατάλυσης (activatorsinitiators) και ζ) οι χρωστικές (pigments) (Ραχιώτης 2002). 21

22 4.1.α. Μονομερή Η οργανική μήτρα των συνθέτων ρητινών αποτελείται από τα μονομερή, τα οποία ενώνονται μεταξύ τους με ομοιοπολικούς δεσμούς. Το μονομερές που χρησιμοποιείται συχνότερα είναι ο γλυκιδικός μεθακρυλικός εστέρας της διςφαινόλης Α (Βιs-phenol-A-Glycidyl-Methacrylate)(BisGMA), ο οποίος φέρει δύο ακραίες μεθακρυλικές ομάδες. Αυτές έχουν την ικανότητα να δημιουργούν ομοιοπολικούς δεσμούς (Μπακοπούλου 2007, Anusavice 1996, Craig & Powers 2002) και να σχηματίζουν διασταυρούμενο πλέγμα. Το μεγάλο μοριακό βάρος του BisGMA και η θιξοτροπική του συμπεριφορά, ευθύνονται για το μεγάλο ιξώδες του μονομερούς. Το μειονέκτημα αυτό αντιμετωπίζεται εν μέρει με την ενσωμάτωση ενός μονομερούς-διαλύτη (συμμονομερές). Το συμμονομερές TEGDMA μεθακρυλικό παράγωγο της αιθυλενογλυτόλης, σε μία αναλογία 25% προς 75% BisGMA, χρησιμοποιείται στη συντριπτική πλειοψηφία των συνθέτων ρητινών. Χάρη στο μικρότερο μοριακό του βάρος έναντι του BisGMA διευκολύνονται οι κλινικοί χειρισμοί (Κακάμπουρα και συν 2004). Ένα άλλο μονομερές είναι το διμεθακρυλικό παράγωγο της ουρεθάνης (urethane dimethacrylate-udma) που χρησιμοποιήθηκε για να βελτιώσει τις ιδιότητες των συνθέτων ρητινών. Το UDMA πλεονεκτεί σε σχέση με το BisGMA και παρόλο που έχει σχεδόν το ίδιο μοριακό βάρος με το BisGMA είναι πιο ευκίνητο και με χαμηλότερο ιξώδες (Μπακοπούλου 2007, Anusavice 1996, Craig & Powers 2002). Άλλα μονομερή που έχουν κατά καιρούς χρησιμοποιηθεί σε εμπορικά σκευάσματα είναι το παράγωγο BisEMA, με απομάκρυνση των υδροξυλομάδων του BisGMA και ολιγομερή BisGMA με πολυκαρβονικές ενώσεις (Κακάμπουρα και συν 2004). Η βελτίωση των ιδιοτήτων των συνθέτων ρητινών είχε επικεντρωθεί περισσότερο στην τροποποίηση των ενισχυτικών τους ουσιών, αλλά πλέον γίνονται προσπάθειες να συντεθούν και να ενσωματωθούν στη σύστασή τους και νεότερα μονομερή που να φέρουν ελάχιστη ή καθόλου συστολή πολυμερισμού (low or non shrinking monomers). Οι προσπάθειες αυτές είχαν ως αποτέλεσμα την δημιουργία α) των «διαστελλόμενων» μονομερών (expanding monomers) βασιζόμενα σε σπιροορθοκαρβονικές ενώσεις (spiroorthocarbanates SOCs)( Μπακοπούλου 2007, 22

23 Stansbury 1992) και β)των κυκλοαλιφατικών εποξεικών ρητινών (οξυράνεςoxiranes) τροποποιημένων με πολυόλια (Μπακοπούλου 2007, Tilbrook 2000). Στις παραπάνω προσπάθειες προστέθηκαν και οι σιλοράνες (siloranes) που προέρχονται από συνδυασμό σιλοξανών και οξυρανών. Τα μόρια αυτά πολυμερίζονται με κατιονικό πολυμερισμό και παρουσιάζουν παρόμοιες μηχανικές ιδιότητες, αλλά μικρότερη συστολή πολυμερισμού σε σύγκριση με τις ρητίνες με βάση το BisGMA (Μπακοπούλου 2007). Μικρότερη συστολή πολυμερισμού προέκυψε και με υποκατάσταση των υδροξυλικών ή των μεθυλικών ομάδων των φαινυλικών δακτυλίων με διάφορα μόρια υποκατάστασης (Μπακοπούλου 2007, Kim και συν 2004), καθώς και με την εισαγωγή μεγάλων σε όγκο ομάδων υποκατάστασης (multifunctional monomers), ώστε να μειωθεί η αρχική συγκέντρωση των «ενεργών» διπλών δεσμών και, συνεπώς, ο βαθμός μετατροπής και η συστολή πολυμερισμού (Μπακοπούλου 2007, Ge και συν 2005, Viljanen και συν 2005). Ταυτόχρονα, και άλλες ιδιότητες των συνθέτων ρητινών, όπως για παράδειγμα η προσρόφηση ύδατος, βελτιώθηκαν με την ανάπτυξη φθοριομένων διμεθακρυλικών μονομερών (fluorinated methacrylate monomers) (Μπακοπούλου 2007). Η χρήση όμως των νέων μονομερών στην κλινική πράξη απαιτεί α) ανάπτυξη νέων μεθόδων ελέγχου των μηχανικών τους ιδιοτήτων, β)νέες διαδικασίες σιλανοποίησης και ενσωμάτωσης των ενισχυτικών ουσιών και γ) ενδεχομένως νέες συσκευές πολυμερισμού (Μπακοπούλου 2007). 4.1.β. Ανόργανες ενισχυτικές ουσίες (fillers) Οι ανόργανες ενισχυτικές ουσίες, που ενσωματώνονται στις σύνθετες ρητίνες, επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό ιδιότητες όπως είναι η αντοχή (ιδιαίτερα σημαντική σε περιοχές δοντιών με υψηλή συσσώρευση τάσεων) και η απόδοση και διατήρηση αισθητικού αποτελέσματος (Κακάμπουρα και συν 2004). Οι παραπάνω στόχοι επιτυγχάνονται με την πολύ ισχυρή σύνδεση των ενισχυτικών ουσιών με την πολυμερή μήτρα μέσω κατάλληλου συζευκτικού παράγοντα. Είναι γενικά αποδεκτό ότι η επί τοις εκατό κατ όγκο (% κ.ο.) αύξηση της περιεκτικότητας των συνθέτων ρητινών σε ενισχυτικές ουσίες βελτιώνει τις φυσικομηχανικές τους ιδιότητες (Ferracane 1995). Συγκεκριμένα, αφενός ελαττώνει α) τη συστολή πολυμερισμού, β) την προσρόφηση ύδατος και γ) το 23

24 συντελεστή θερμικής διαστολής, και αφετέρου αυξάνει α) το μέτρο ελαστικότητας και β) την αντοχή στη σύνθλιψη, στον εφελκυσμό, στην κάμψη και στην αποτριβή (Μπακοπούλου 2007, Anusavice 1996, Craig & Powers 2002). Επίσης, οι ενισχυτικές ουσίες επηρεάζουν τη διαφάνεια, τη δυνατότητα λείανσης του υλικού και την ακτινοσκιερότητα. Η τάση στην έρευνα είναι η μεγιστοποίηση της % περιεκτικότητας των ενισχυτικών ουσιών με ταυτόχρονη ελαχιστοποίηση του μεγέθους τους (Μπακοπούλου 2007, Ferracane 1995). Όλες οι ενισχυτικές ουσίες που χρησιμοποιούνται είναι διάφοροι τύποι υάλων. Η πρώτη ύαλος που ενσωματώθηκε ήταν του κρυσταλλικού χαλαζία, σε τεμάχια ακανόνιστου σχήματος, μεγέθους μm. Η μικρότερη σε μέγεθος ανόργανη ενισχυτική ουσία που χρησιμοποιήθηκε σε ρητίνη είναι το άμορφο και το κολλοειδές πυρίτιο, με μέσο μέγεθος 0,04 μm. Σήμερα, τα σωματίδια χαλαζία αντικαταστάθηκαν από διάφορους τύπους υάλων βαρέων μετάλλων, όπως βαριο-πυριτικές, στρόντιοπυριτικές, βάριο-βόριο-πυριτικές, λίθιο-αργίλιο-πυριτικές με μέσο μέγεθος 0,6-1 μm. Επιπλέον, το άμορφο ή κολλοειδές πυρίτιο σε αναλογία τουλάχιστον 7-15% προστίθεται σαν δεύτερη ενισχυτική ουσία (Μπακοπούλου 2007, Albers 1996). Έχουν, επίσης χρησιμοποιηθεί ως ενισχυτικές ουσίες ζιρκονιοπυριτικές ύαλοι (Κακάμπουρα και συν 2004) και διάφορες φθόριο-πυριτικές ύαλοι, οι οποίες περιέχουν φθοριούχο ύττριο (Υ)(yttrium) και υττέρβιο (Υt) (ytterbium). Εκτός από τις διάφορες υάλους, έχουν επίσης δοκιμαστεί και κεραμικές ενισχυτικές ουσίες για τη βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων των ρητινών (Μπακοπούλου 2007). Οι σύνθετες ρητίνες κατατάσσονται σήμερα σε α) μικρόκοκκες που περιέχουν ένα συνδυασμό άμορφου κολλοειδούς πυριτίου και προπολυμερισμένων συμπλεγμάτων και β) υβριδικές που περιέχουν συνδυασμό τύπων και μεγεθών υάλων βαρέων μετάλλων και άμορφου πυριτίου (Κακάμπουρα και συν 2004). Το σημαντικό πλεονέκτημα των μικρόκοκκων σύνθετων ρητινών (microfilled) είναι η ικανότητά τους να αποδίδουν λεία επιφάνεια μετά από λείανση, η οποία διατηρείται στο χρόνο και προσομοιάζει χρωματικά με τους οδοντικούς ιστούς (Κακάμπουρα και συν 2004). Από την άλλη μεριά όμως οι μικρόκοκκες ρητίνες, επειδή το ποσοστό των ενισχυτικών ουσιών δεν υπερβαίνει το 50% κ.ο. και δεν υφίσταται σύνδεση μήτρας-προπολυμερισμένων ενισχυτικών κόκκων, μειονεκτούν σε μηχανικές ιδιότητες (Τολίδης 2004). 24

25 Οι υβριδικές σύνθετες ρητίνες αναπτύχθηκαν με σκοπό τη βελτίωση των φυσικομηχανικών ιδιοτήτων των μικρόκοκκων ρητινών, με ιδιαίτερη έμφαση στην αντίσταση αποτριβής, με ταυτόχρονη όμως διατήρηση της λειαντικής ικανότητας και της χρωματικής απόδοσής τους. Η μέγιστη δυνατή φόρτιση της ρητίνης σε ενισχυτικές ουσίες πραγματοποιείται με την τοποθέτηση μικρότερων κόκκων στα κενά που καταλείπονται μεταξύ των μεγαλύτερων κόκκων. Έτσι, η φόρτιση μπορεί να φτάσει μέχρι και 75% κ.ο. Σήμερα το μέγεθος των ενισχυτικών σωματιδίων κυμαίνεται σε πολύ μικρά μεγέθη (0,4 0,6 μm), και οι ρητίνες στις οποίες ενσωματώνονται ονομάζονται μικροϋβριδικές. Το μικρό μέγεθος των ενισχυτικών ουσιών βοηθά στην επίτευξη λείας επιφάνειας, η οποία είναι όμως κατώτερη αυτής των μικρόκοκκων ρητινών, καθώς και στην καλή χρωματική απόδοση των αποκαταστάσεων (Suzuki και συν 1991). Οι νανοϋβριδικές σύνθετες ρητίνες άρχισαν να χρησιμοποιούνται πολύ πρόσφατα στην κλινική πράξη. Τα ενισχυτικά σωματίδια έχουν μέγεθος 0,02 μm (nanomers), αλλά μέσα στη μήτρα της ρητίνης βρίσκονται κυρίως με τη μορφή συσσωματώσεων (nanoclusters) μεγέθους 0,3 1,6 μm. Οι ρητίνες αυτές προσφέρονται σε μεγάλη ποικιλία χρωμάτων ξεπερνώντας τις 30 αποχρώσεις (αδαμαντίνης, οδοντίνης, διαφανειών) (Τολίδης 2004). 4.1.γ. Αναστολείς πολυμερισμού Οι αναστολείς πολυμερισμού που χρησιμοποιούνται είναι ο μεθυλαιθέρας της υδροκινόνης και πολύ συχνότερα το βουτυλιωμένο υδροτοξυτολουένιο (BHT), λόγω της μεγαλύτερης χρωματικής σταθερότητάς του. Ο ρόλος τους είναι να παρεμποδίζουν τον αυτοπολυμερισμό των μονομερών με την πάροδο του χρόνου. Η συγκέντρωση του αναστολέα είναι μικρότερη του 0,1% (Κακάμπουρα και συν 2004). 4.1.δ. Συστήματα κατάλυσης Είναι οξειδοαναγωγικά συστήματα παραγωγής ελεύθερων ριζών για την έναρξη του πολυμερισμού, που περιλαμβάνουν τον παράγοντα έναρξης και τον επιταχυντή. Ο μηχανισμός έναρξης μπορεί να είναι χημικός, φωτοχημικός ή διπλός (Ραχιώτης 2002). 25

26 Ως παράγοντας έναρξης στις αυτοπολυμεριζόμενες ρητίνες χρησιμοποιείται το υπεροξείδιο του βενζολίου. Ο επιταχυντής, που συνήθως ανήκει στα παράγωγα τριτοταγούς αρωματικής αμίνης, επιδρά στον παράγοντα έναρξης για την παραγωγή αρχικών ελεύθερων ριζών προς έναρξη του πολυμερισμού (Κακάμπουρα και συν 2004). Στις φωτοπολυμεριζόμενες ρητίνες ο παράγοντας έναρξης (φωτοκαταλύτης) ενεργοποιείται από φωτεινή πηγή συγκεκριμένου μήκους κύματος. Στις σύγχρονες ρητίνες ο φωτοκαταλύτης που χρησιμοποιείται πιο συχνά είναι μια α- 1,2 δικετόνη, η καμφοροκινόνη (CQ), η οποία εμφανίζει φάσμα απορρόφησης σε μήκος κύματος nm και μέγιστη απορρόφηση στα 468nm. Συνεπώς, η ουσία αυτή διεγείρεται με πηγή ακτινοβολίας που εκπέμπει στην μπλε περιοχή του φάσματος του ορατού φωτός (Μπακοπούλου 2007). Η καμφοροκινόνη χρησιμοποιείται σε πολύ χαμηλή αναλογία που κυμαίνεται από 0,2-1% κ.β. για να μην επηρεάσει τις μηχανικές ιδιότητες του υλικού. Κύριό της μειονέκτημα είναι ότι επηρεάζει τις οπτικές ιδιότητες της σύνθετης ρητίνης λόγω του έντονου κίτρινου χρωματισμού της, πράγμα που θέτει περιορισμούς ως προς την ποσότητα που προστίθεται στα σκευάσματα. Αυτό με τη σειρά του δημιουργεί προβλήματα στην επίτευξη του σωστού βάθους και βαθμού πολυμερισμού (Μπακοπούλου 2007, Peutzfeldt & Asmussen 1996). Προκειμένου να αντιμετωπιστούν τα προβλήματα της καμφοροκινόνης πρόσφατα χρησιμοποιήθηκε ένας άλλος παράγοντας έναρξης, η 1-φαινυλ-1,2-προπανεδιόνη (PPD), η οποία παρουσιάζει μέγιστη απορρόφηση στα 410nm (Μπακοπούλου 2007, Asmussen & Peutzfeldt 2002). Σχετικά με τους επιταχυντές, αυτοί συνηθέστερα είναι διάφορες τριτοταγείς αναγωγικές αμίνες ή σπανιότερα δευτεροταγείς. Οι αμίνες αντιδρούν με τον διεγερμένο από το φως παράγοντα έναρξης και σχηματίζουν ελεύθερες ρίζες. Επιταχυντές που χρησιμοποιούνται πολύ συχνά στις σύγχρονες ρητίνες είναι το Ν,Ν-διμεθυλ-αμινο-αιθυλικό μεθακρύλιο (DMAEMA), η διμεθυλο-π-τολουιδίνη (DMPT) και σπανιότερα άλλοι, όπως αιθυλεστέρας του Ν,Ν-διμεθυλο-παμινοβενζοϊκού οξέος (DABE) και η Ν,Ν-κυανοαιθυλομεθυλανιλίνη (CEMA) (Κολινιώτου 1984, Μπακοπούλου 2007, Enami & Soderholm 2005). 26

27 4.1.ε. Συζευκτικοί παράγοντες Ο συζευκτικός παράγοντας στις ρητίνες συνδέει χημικά τις ανόργανες ενισχυτικές ουσίες με την οργανική μήτρα. Οι πλέον συνήθεις συζευκτικοί παράγοντες είναι οργανικές πυριτικές ενώσεις, τα οργανο-λειτουργικά τριαλκοξυσιλάνια ή απλά σιλάνια (organofunctional trialkoxysilanes or silanes). Ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο τυπικό σιλάνιο είναι το 3-μεθακρυλοξυ-προπυλ-τριμεθοξυσιλάνιο ή γ-mpτs (Μπακοπούλου 2007, Ραχιώτης 2002, Anusavice 1996, Craig & Powers 2002). 4.1.στ. Άλλα πρόσθετα Στις σύνθετες ρητίνες ενσωματώνονται και άλλα πρόσθετα που δεν αποτελούν βασικά συστατικά. Τέτοια πρόσθετα είναι οι χρωστικές και τα αντιμικροβιακά έκδοχα. Τα αντιμικροβιακά έκδοχα ενσωματώνονται για να αντιμετωπιστούν οι δευτερογενείς τερηδόνες, που αναπτύσσονται λόγω της ύπαρξης περιεμφρακτικών χώρων στις αποκαταστάσεις ρητινών. Οι χρωστικές συμμετέχουν στην απόδοση συγκεκριμένων αποχρώσεων και είναι ανάλογα μεταλλικά οξείδια (Ραχιώτης 2002, Σκερλετόπουλος 2009). 5. Συγκολλητικοί παράγοντες 5.1 Η σύνθεση των συγκολλητικών παραγόντων Η σύνθεση των σύγχρονων μονοφασικών συγκολλητικών παραγόντων (onebottle/one-step) περιλαμβάνει τα παρακάτω συστατικά: 5.1.α. Μονομερή Τα μονομερή μπορούν να διαχωριστούν στους ενεργοποιητές της αφαλατωμένης οδοντίνης, όπως τα ΡΕΝΤΑ (μονοφωσφορικός πεντακρυλικός εστέρας της πενταερυθριτόλης), ΗΕΜΑ (2-μεθακρυλικό υδροξυαιθύλιο) και σε αυτά που δημιουργούν το διασταυρούμενο πολυμερές δίκτυο και συμπολυμερίζονται με τη σύνθετη ρητίνη. Στην πρώτη κατηγορία ανήκουν τα συγκολλητικά μονομερή (adhesive monomers) που φέρουν ενεργές ομάδες για συγκόλληση και περιέχουν δύο 27

28 λειτουργικά τμήματα: ένα υδρόφιλο που συνδέεται με την οδοντίνη και ένα υδρόφοβο που συμπολυμερίζεται με τα υπόλοιπα μονομερή (Schumacher και συν 1992). Αυτά τα μονομερή αυξάνουν την υδροφιλικότητα και την επιφανειακή ενέργεια της αφαλατωμένης οδοντίνης και ο ενεργοποιητής εισέρχεται στα οδοντινοσωληνάρια και προκαλεί μετουσίωση (δηλαδή αλλαγή της τριτοταγούς δομής) και καθίζηση (που οφείλεται σε ανάπτυξη πρωτογενών δεσμών) των πρωτεϊνών που υπάρχουν εκεί (Nikaido και συν 1995). Στα συγκολλητικά μονομερή ανήκουν και τα παράγωγα των καρβοξυλικών μεθακρυλικών μονομερών τα οποία πιθανόν να σχηματίζουν ιοντικά σύμπλοκα μεταξύ των καρβοξυλομάδων τους και των ιόντων Ca 2+ της οδοντίνης, στοχεύοντας σε ένα πρόσθετο μηχανισμό συγκόλλησης, εκτός της υβριδικής ζώνης. Στη δεύτερη κατηγορία ανήκουν τα μη συγκολλητικά μονομερή (non-adhesive monomers) του τύπου Bis-GMA, UDMA (παράγωγο διμεθακρυλικής ουρεθάνης), TEGDMA (διμεθακρυλική τριαιθυλενογλυκόλη) τα οποία είναι ρητίνες που διαπερνούν το προετοιμασμένο οδοντινικό υπόστρωμα και φωτοπολυμερίζονται, σχηματίζοντας ένα υβριδικό στρώμα που είναι βασικό στοιχείο για την εξασφάλιση της συγκράτησης. Αυτά τα μονομερή περιέχουν συστήματα κατάλυσης που παράγουν ελεύθερες μεθακρυλικές ρίζες για το συμπολυμερισμό τους με τη συγκολλητική ρητίνη (Ραχιώτης 2002). 5.1.β. Φωτοκαταλύτες Οι φωτοκαταλύτες είναι χημικές ενώσεις που ενεργοποιούμενες από φάσμα ορατής ακτινοβολίας που εκπέμπεται από τις λυχνίες φωτοπολυμερισμού απελευθερώνουν ελεύθερες ρίζες για να ξεκινήσει ο πολυμερισμός των μονομερών του συγκολλητικού παράγοντα. Στους μονοφασικούς συγκολλητικούς παράγοντες χρησιμοποιούνται ιδιαίτερα συστήματα κατάλυσης (φθοριούχα παράγωγα βορίου-λιθίου και παράγωγα ιωδίου), ώστε να εξασφαλίζεται ο αποτελεσματικός πολυμερισμός των ελευθέρων ριζών σε όξινο περιβάλλον (Ραχιώτης 2002). 5.1.γ. Σταθεροποιητές Οι σταθεροποιητές είναι υπεύθυνοι για τον έλεγχο της ταχύτητας πολυμερισμού και τη βελτίωση του χρόνου ζωής του υλικού. 28

29 5.1.δ. Χημικές ενώσεις φθορίου Η ενσωμάτωση των χημικών ενώσεων φθορίου γίνεται σε κάποια εμπορικά σκευάσματα, με στόχο να απελευθερώσουν ιόντα φθορίου. Τέτοιες ενώσεις είναι τα υδροφθορικά άλατα αμινών, το φθοριούχο υττέβριο, κα. 5.1.ε. Οξέα Μερικά σκευάσματα περιέχουν οξέα (λ.χ. μαλεϊκό) και όξινα μονομερή (λ.χ μεθακρυλοξυαιθυλικό φωσφορικό φαινύλιο), αποκτώντας έτσι όξινο ρη στοχεύοντας να προκαλέσουν και τα ίδια αφαλάτωση των οδοντικών ιστών (Chigira και συν 1994). 5.1.στ. Ενισχυτικές ουσίες Η ενσωμάτωση ανόργανων ενισχυτικών ουσιών σε κάποια σκευάσματα συγκολλητικών παραγόντων, όπως και στις σύνθετες ρητίνες, έγινε για να βελτιωθούν οι μηχανικές τους ιδιότητές, έτσι ώστε τελικά να ενισχυθεί η αντοχή του υβριδικού στρώματος που σχηματίζει ο συγκολλητικός παράγοντας με την αφαλατωμένη οδοντίνη (Nikaido και συν 1995). Τα μεγέθη των ενισχυτικών ουσιών στα περισσότερα σκευάσματα είναι 0,04 μm και πρόκειται συνήθως για το κολλοειδές SiO. Σε ορισμένα σκευάσματα χρησιμοποιούνται μικροϋβριδικές λιθιαργιλοπυριτικές ύαλοι, όπως στις σύνθετες ρητίνες. Επίσης, η παρουσία των ενισχυτικών ουσιών ρυθμίζει τη ρευστότητα και το πάχος στρώματος εφαρμογής. 5.1.ζ Διαλύτες Τα μονομερή των συγκολλητικών παραγόντων για να χρησιμοποιηθούν στην απαιτούμενη λεπτόρρευστη υγρή μορφή, αναμειγνύονται με κατάλληλους διαλύτες. Αυτοί μπορεί να είναι είτε οργανικοί (ακετόνη, αιθανόλη), είτε νερό, είτε και μείγμα των δυο τους. Το νερό διαχέεται από την υγρή οδοντίνη στην ακετόνη, ενώ η ακετόνη προκαλεί αποξήρανση της οδοντίνης, διαχέεται στο αφαλατωμένο υπόστρωμα και, στη συνέχεια, εξατμίζεται. Τα μονομερή, που είναι διαλυμένα στο διαλύτη, διαχέονται στα διαστήματα που προηγουμένως καταλάμβαναν τα χαλαρά συνδεδεμένα μόρια νερού. 29

30 Το νερό όταν χρησιμοποιείται για διαλύτης, δρα σαν πλαστικοποιητής του κολλαγόνου. Ιδιαίτερα σε ξηρή (στεγνή) οδοντίνη, όπου το κολλαγόνο βρίσκεται σε μια κατάσταση σύμπτυξης, το νερό βοηθά την επανέκταση του. Έτσι, αυξάνονται τα διαστήματα μεταξύ των ινιδίων κολλαγόνου, επιτρέποντας τη διείσδυση των μονομερών (Pashley και συν 1997). 6. Συσκευές φωτοπολυμερισμού Οι συσκευές φωτοπολυμερισμού που χρησιμοποιούνται σήμερα είναι οι εξής: 1. λυχνίες χαλαζία-τουνγκστενίου-αλογόνου (quartz tungsten halogen light unit QTH) 2. συσκευές πλάσματος (PAC) 3. λυχνίες με διόδους εκπομπής φωτός (light emitting diodes LEDs) 4. συσκευές laser αργού 6.1. Λυχνίες χαλαζία-τουνγκστενίου-αλογόνου (quartz tungsten halogen light unit QTH) Στις λυχνίες αυτές η λάμπα περιέχει αέριο αλογόνο και σύρμα τουνγκστενίου. Οι συσκευές αυτές εκπέμπουν σε μήκος κύματος μπλε φωτός ( nm), που ανήκει στην περιοχή ενεργοποίησης του φωτοκαταλύτη (Τολίδης 2004). Οι λυχνίες αλογόνου εμφανίζουν ορισμένα προβλήματα όπως η μείωση της έντασής τους με την πάροδο του χρόνου. Επίσης, η λάμπα έχει περιορισμένο χρόνο ζωής συνήθως ώρες, ενώ φθορά μπορούν να υποστούν και άλλα μέρη της συσκευής όπως ο ανακλαστήρας φωτός, οι φωτοαγωγές ίνες και το φίλτρο (Myazaki και συν 1996, Σκερλετόπουλος 2009). Για να αντιμετωπιστεί η ανάπτυξη τάσεων εξαιτίας του φαινομένου συστολής πολυμερισμού δημιουργήθηκαν συσκευές με δυνατότητα αυξομείωσης της έντασης κατά τη διάρκεια της έκθεσης στη φωτεινή δέσμη (Τολίδης 2004) Συσκευές πλάσματος (PAC) Σε αυτές τις συσκευές το φως παράγεται μεταξύ δυο ηλεκτροδίων τουνγκστενίου που βρίσκονται σε μικρή απόσταση μεταξύ τους. Ο παραγόμενος σπινθήρας ιονίζει το ξένο που υπάρχει στη συσκευή και δημιουργεί ένα αγώγιμο αέριο το 30

31 οποίο ονομάζεται πλάσμα. Οι συσκευές αυτές έχουν ένταση φωτός πάνω από 2000 mw/cm², χαμηλό χρόνο έκθεσης έως 3 sec, βάθος πολυμερισμού 2mm, φάσμα εκπομπής της λυχνίας nm και δυνατότητα ενεργοποίησης και φωτοκαταλυτών όπως η PPD (λmax = 410 nm) (Craig & Powers 2002) Συσκευές LED Η αρχή λειτουργίας τους στηρίζεται στη μετάβαση ηλεκτρονίων μεταξύ ενεργειακών στιβάδων ημιαγωγών στερεάς κατάστασης (Τολίδης 2004). Το φάσμα εκπομπής είναι πολύ πιο στενό από τις λυχνίες αλογόνου (450 με 490 nm) και για το λόγο αυτό δε χρειάζεται επιπλέον φίλτρα (Jandt και συν 2000). Οι συσκευές LED πλεονεκτούν σε σχέση με τις λυχνίες αλογόνου στο μεγαλύτερο χρόνο ζωής, στη μακροβιότητα της λάμπας, στη μικρότερη παραγωγή θερμότητας, και στο γεγονός ότι λειτουργούν και με μπαταρίες Συσκευές laser αργού Οι συσκευές αυτές μπορεί αφενός να εμφανίζουν το πλεονέκτημα ότι επαρκούν 5 sec για να επιτευχθεί επαρκής πολυμερισμός σε βάθος 2mm (Rueggeberg και συν 2000), αφετέρου όμως έχουν κάποια μειονεκτήματα όπως εκπομπή σε συγκεκριμένο μήκος κύματος (Μπακοπούλου 2007), μικρής διαμέτρου ακρορύγχιο (0,05 mm) και υψηλό κόστος (Τολίδης 2004). 31

32 B. ΔΕΥΤΕΡΟ ΜΕΡΟΣ (ΕΙΔΙΚΟ) 1. Υλικά και μέθοδοι 1.1. Μεθοδολογία Η παρούσα έρευνα περιλαμβάνει τη μέτρηση της αύξησης της θερμοκρασίας στον πολφικό θάλαμο των δοντιών κατά τον πολυμερισμό των σύνθετων ρητινών. Για την μελέτη χρησιμοποιήθηκαν 40 ανθρώπινοι προγόμφιοι ελεύθεροι τερηδόνας και ρωγμών που ανήκαν σε άτομα ηλικίας ετών και είχαν εξαχθεί για ορθοδοντικούς λόγους. Τα δόντια χωρίστηκαν τυχαία σε 4 ομάδες (Α,Β,Γ,Δ) των 10 δοντιών και διατηρήθηκαν σε φυσιολογικό ορό. Στη μασητική επιφάνεια των προγομφίων παρασκευάστηκαν κοιλότητες πρώτης ομάδας σε βάθος 2,5mm, μήκος 3,5mm και πλάτος 1,5mm. Το βάθος των κοιλοτήτων ελέγχθηκε με περιοδοντική μήλη. Στη συνέχεια, κόπηκε το ριζικό τριτημόριο των δοντιών με τη χρήση εγγλυφίδας και αφαιρέθηκε ο πολφός τους με τη χρήση ρινών μεγέθους Ένα θερμοζεύγος (SDT 358, Type K, Korea) τοποθετήθηκε στο ριζικό σωλήνα μέχρι την επαφή του με το μασητικό τοίχωμα της πολφικής κοιλότητας. Η επαφή του στην οδοντίνη, καθώς και το πάχος της οδοντίνης ελέγχθηκαν ακτινογραφικά (Εικ.4). Το άκρο του θερμοζεύγους τοποθετήθηκε σε επαφή με το τμήμα της οδοντίνης με το μικρότερο πάχος μεταξύ πολφικού θαλάμου και εδάφους της κοιλότητας. Η μελέτη διεξάχθηκε σε σταθερή θερμοκρασία 20 C η οποία ελεγχόταν διαρκώς. Τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν ήταν τα εξής: Τα ουδέτερα στρώματα Ketac bond (3M). Vitrebond (3M) και Ionoseal (Voco), η σύνθετη ρητίνη Filtek Supreme XT (3M), ο συγκολλητικός παράγοντας Scotchbond 1XT (3M) και το φωσφορικό οξύ (3M). Εικόνα 4. Ακτινογραφία με το θερμοζεύγος 32

33 ΥΛΙΚΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΗΣ ΤΥΠΟΣ ΑΡΙΘΜΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ KETAC-BOND 3Μ/ESPE Seefeld, Germany XHMIKA ΣΚΛΗΡΥΝΟΜΕΝΗ Τ.Υ.Κ VITREBOND 3M Dental Products Div. St Paul,MN,USA ΦΩΤΟΠΟΛΥΜΕΡΙΖΟΜΕΝΗ Ρ.Τ.Υ.Κ Α IONOSEAL VOCO,Cuxhaven, COMPOMER GERMANY FILTEK 3M/ESPE ΣΥΝΘΕΤΗ ΡΗΤΙΝΗ SUPREME XT St Paul,MN,USA A SCOTCHBOND 3M/ESPE ΣΥΓΚΟΛΛΗΤΙΚΟΣ 1XT St Paul,MN,USA ΠΑΡΑΓΟΝΤΑΣ B PHOSFORIC 3M/ESPE ΑΔΡΟΠΟΙΗΤΙΚΟΣ ACID St Paul,MN,USA ΠΑΡΑΓΟΝΤΑΣ B Πίνακας 2.Χαρακτηριστικα των υλικών που χρησιμοποιήθηκαν. Στα δόντια της ομάδας Α, τα οποία αποτέλεσαν την ομάδα ελέγχου, πραγματοποιήθηκε οξική κατεργασία για 15 δευτερόλεπτα σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή,στη συνέχεια τοποθετήθηκε συγκολλητικός παράγοντας που φωτοπολυμερίστηκε για 10 δευτερόλεπτα και, τέλος, τοποθετήθηκε στρώμα σύνθετης ρητίνης σε πάχος 1,5mm το οποίο φωτοπολυμερίστηκε για 40 δευτερόλεπτα. Οι χρόνοι φωτοπολυμερισμού στα παραπάνω υλικά έχουν προσδιοριστεί από τον κατασκευαστή. Στα δόντια της ομάδας αυτής, στη συνέχεια τοποθετήθηκε στρώμα σύνθετης ρητίνης πάχους 1mm για την πλήρωση της κοιλότητας. Στα δόντια της ομάδας Β,τοποθετήθηκε το ουδέτερο στρώμα Κetac bond σε πάχος 1mm και ακλούθησε η διαδικασία που περιγράφεται στην ομάδα Α. Στα δόντια της ομάδας Γ, τοποθετήθηκε το ουδέτερο στρώμα Vitrebond σε πάχος 1mm το οποίο φωτοπολυμερίστηκε για 30 δευτερόλεπτα σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή και ακλούθησε η διαδικασία που περιγράφεται στην ομάδα Α. 33

34 Στα δόντια της ομάδας Δ, τοποθετήθηκε το ουδέτερο στρώμα ionoseal σε πάχος 1mm το οποίο φωτοπολυμερίστηκε για 20 δευτερόλεπτα σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή και ακλούθησε η διαδικασία που περιγράφεται στην ομάδα Α. Κατά τη διαδικασία των εμφράξεων το ειδικό θερμοζεύγος κατέγραψε τιμές θερμοκρασίας στον πολφικό θάλαμο κατά τον φωτοπολυμερισμό του συγκολλητικού παράγοντα, της σύνθετης ρητίνης και των ουδετέρων στρωμάτων. Η μέτρηση της θερμοκρασίας συνεχίστηκε για 10 λεπτά μετά τον τελικό πολυμερισμό (Εικ.5). Εικόνα 5. Συσκευή μέτρησης θερμοκρασίας με το θερμοζευγος Σε όλες τις μετρήσεις η συσκευή φωτοπολυμερισμού που χρησιμοποιήθηκε ήταν η Hilux (Dental curing light unit), με την οποία ήταν δυνατή η μέτρηση της έντασης της λυχνίας μετά από κάθε πολυμερισμό (Εικ.6). Σε όλες τις μετρήσεις, το ρύγχος της συσκευής φωτοπολυμερισμού ήταν τοποθετημένο σε σταθερή απόσταση από το δόντι. Σε όλη τη διάρκεια του πειράματος η εκπεμπόμενη ακτινοβολία είχε ένταση >500 mw/cm 2. 34

35 Εικόνα 6. Συσκευή πολυμερισμού Στατιστική Μεθοδολογία Ο έλεγχος κανονικής κατανομής έγινε με το τεστ Shapiro-Wilk (n<50). Ο έλεγχος για την ισότητα των διασπορών έγινε με το Levene s test. Σε ανεξάρτητα τυχαία δείγματα από κανονικές κατανομές με ίσες διασπορές εφαρμόστηκε Τ-τεστ στην περίπτωση δύο δειγμάτων και Ανάλυση Διασποράς με έναν Παράγονταν (ANOVA) στην περίπτωση περισσοτέρων των δύο δειγμάτων, ενώ στη συνέχεια έγιναν κατά ζεύγη συγκρίσεις με το τεστ του Tukey. Σε ανεξάρτητα τυχαία δείγματα από κανονικές κατανομές με άνισες διασπορές εφαρμόστηκε το τεστ των Brown- Forsythe και, στη συνέχεια, έγιναν κατά ζεύγη συγκρίσεις με το τεστ των Games- Howell. Το σύνολο της ανάλυσης πραγματοποιήθηκε με το λογισμικό SPSS 14.0 και η στατιστική σημαντικότητα θεωρήθηκε για P<0.05 (Αltman 1999). 35

36 2. Αποτελέσματα Τα αποτελέσματα των μετρήσεων της αύξησης της θερμοκρασίας στον πολφικό θάλαμο κατά τον φωτοπολυμερισμό του συγκολλητικού παράγοντα Scotchbond IXT στις 4 ομάδες που μελετήθηκαν, φαίνονται στον πίνακα 3 και την εικόνα 7. Ο έλεγχος της κανονικότητας των τιμών και της ισότητας των διασπορών φαίνονται στους πίνακες 4 και 5. Οι τιμές στις ομάδες Control, Ketac bond και Ionoseal όταν τοποθετήθηκε ο συγκολλητικός παράγοντας, ακολουθούν κανονική κατανομή (test Shapiro-Whilk, p=0.272, p=0.759, p=0.096 αντίστοιχα). Η ομάδα Vitrebond οριακά δεν ακολουθεί κανονική κατανομή p=0.044, όμως, ισχύει η προϋπόθεση της ισότητας των διασπορών (Levene s test p=0.142). Στον πίνακα 6, φαίνεται η ανάλυση διασποράς με έναν παράγοντα (Αnova). Στον πίνακα 7, φαίνονται οι κατά ζεύγη συγκρίσεις των τιμών που έγιναν με το τεστ του Tukey, ενώ στην εικόνα 7 παρουσιάζεται το διάγραμμα των μέσων τιμών αύξησης της θερμοκρασίας στις 4 ομάδες στον πολφικό θάλαμο κατά τον φωτοπολυμερισμό του συγκολλητικού παράγοντα. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι κατά τον φωτοπολυμερισμό του Scotchbond IXT υπάρχει στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ της αύξησης της θερμοκρασίας στις ομάδες Control-Ketac bond p=0.036, Control-Ionoseal p=0.008 και Control- Vitrebond p=0.021, αλλά δεν υπάρχει στατιστικά σημαντική διαφορά στις ομάδες κetac bond-ionoseal p=0.934, κetac bond- vitrebond p=0.996 και ionosealvitrebond p=0.982 (κατά ζεύγη συγκρίσεις με το τεστ του Tukey). Τα αποτελέσματα των μετρήσεων της αύξησης της θερμοκρασίας στον πολφικό θάλαμο κατά τον φωτοπολυμερισμό της σύνθετης ρητίνης Filtek Supreme XT στις 4 ομάδες που μελετήθηκαν φαίνονται στον πίνακα 8 και την εικόνα 8. Ο έλεγχος της κανονικότητας των τιμών και της ισότητας των διασπορών φαίνονται στους πίνακες 9 και 10. Οι μετρήσεις στις ομάδες Control, Ketac bond, Vitrebond και Ionoseal όταν τοποθετήθηκε η σύνθετη ρητίνη, ακολουθούν κανονική κατανομή (test Shapiro-Whilk, p=0.151, p=0.496, p=0.293 και p=0.073 αντίστοιχα), όμως δεν ισχύει η προϋπόθεση της ισότητας των διασπορών (Levene s test p=0.022). Στον πίνακα 11 φαίνεται η ανάλυσης διασποράς με έναν παράγοντα με τη μέθοδο των Brown-Forsythe. Στον πίνακα 12 φαίνονται οι κατά ζεύγη συγκρίσεις των τιμών που έγιναν με το τεστ των Games-Howell, ενώ στην εικόνα 8 παρουσιάζεται το διάγραμμα των μέσων τιμών αύξησης της θερμοκρασίας στις 4 ομάδες στον πολφικό θάλαμο κατά τον φωτοπολυμερισμό της σύνθετης ρητίνης Filtek Supreme XT. 36

37 Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι κατά τον φωυοπολυμερισμό της Filtek Supreme XT υπάρχει στατιστικά σημαντική διαφορά στην αύξηση της θερμοκρασίας μεταξύ των ομάδων Control- κetac bond p=0.022, Control-ionoseal p=0.028 και Controlvitrebond p=0.017, αλλά δεν υπάρχει στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των ομάδων κetac bond-ionoseal p=1.00, κetac bond- vitrebond p=0.958 και ionoseal- vitrebond p=0.958 (κατά ζεύγη συγκρίσεις με το τεστ των Games- Howell). Στον πίνακα 13 και στην εικόνα 9, φαίνονται τα αποτελέσματα των μετρήσεων της αύξησης της θερμοκρασίας στον πολφικό θάλαμο στις ομάδες Vitrebond και Ionoseal. Ο έλεγχος της κανονικότητας των τιμών και της ισότητας των διασπορών φαίνονται στους πίνακες 14, 15.Οι μετρήσεις των ομάδων Vitrebond και Ionoseal ακολουθούν κανονική κατανομή (test Shapiro-Whilk, p=0.742, p=0.434 αντίστοιχα), όμως, δεν ισχύει η προϋπόθεση της ισότητας των διασπορών (Levene s test p=0.02). Στον πίνακα 16, φαίνονται οι κατά ζεύγη συγκρίσεις των τιμών που έγιναν με το Τ-τεστ, ενώ, στην εικόνα 9 παρουσιάζεται το διάγραμμα των μέσων τιμών αύξησης της θερμοκρασίας στις 2 ομάδες στον πολφικό θάλαμο κατά τον φωτοπολυμερισμό των ουδετέρων στρωμάτων. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι υπάρχει στατιστικά σημαντική διαφορά στην αύξηση της θερμοκρασίας στον πολφικό θάλαμο μεταξύ των ομάδων Ionoseal Vitrebond (p=0.001). 37

38 Πίνακες και εικόνες SCOTCHBOND ΟΜΑΔΕΣ N Mean Median Minimum Maximum Std. Deviation Control 10 3,960 3,450 2,2 6,8 1,3451 κetac bond 10 2,520 2,500 1,4 3,8,7829 vitrebond 10 2,410 2,250 1,0 5,7 1,4502 ionoseal 10 2,220 1,950 1,3 3,8,7955 Total 40 2,778 2,750 1,0 6,8 1,2962 0BΠινακας 3. Οι τιμές αύξησης της θερμοκρασίας στον πολφικό θάλαμο κατά τον φωτοπολυμερισμό του συγκολλητικού παράγοντα Δθ Kolmogorov-Smirnov(a) Shapiro-Wilk ΟΜΑΔΕΣ Statistic df Sig. Statistic df Sig. Control,206 10,200(*),909 10,272 κetac bond,139 10,200(*),958 10,759 vitrebond,217 10,199,840 10,044 ionoseal,309 10,008,868 10,096 Based on Mean Levene Statistic df1 df2 Sig. Δθ 1, ,170 Πίνακες 4 και 5. Έλεγχος κανονικότητας και ισότητας διασπορών SCOTCHBOND ANOVA Sum of Squares df Mean Square F Sig. Between Groups 19, ,368 4,938,006 Within Groups 46, ,290 Total 65, BΠίνακας 6. Ανάλυση Διασποράς 38

39 Εικόνα 7. Διάγραμμα μέσων τιμών Tukey HSD (I) ΟΜΑΔΕΣ (J) ΟΜΑΔΕΣ Mean Difference (I-J) Std. Error Sig. 95% Confidence Interval Upper Lower Bound Bound Control κetac bond 1,4400(*),5079,036,072 2,808 vitrebond 1,5500(*),5079,021,182 2,918 ionoseal 1,7400(*),5079,008,372 3,108 κetac bond Control -1,4400(*),5079,036-2,808 -,072 vitrebond,1100,5079,996-1,258 1,478 ionoseal,3000,5079,934-1,068 1,668 vitrebond Control -1,5500(*),5079,021-2,918 -,182 κetac bond -,1100,5079,996-1,478 1,258 ionoseal,1900,5079,982-1,178 1,558 ionoseal Control -1,7400(*),5079,008-3,108 -,372 κetac bond -,3000,5079,934-1,668 1,068 vitrebond -,1900,5079,982-1,558 1,178 The mean difference is significant at the.05 level. Dependent Variable: Δθ Πίνακας 7. Η κατά ζεύγη σύγκριση των τιμών μεταξύ των ομάδων. 39

40 FILTEK SUPREME ΟΜΑΔΕΣ N Mean Median Minimum Maximum Std. Deviation Control 10 5,960 5,350 4,0 10,0 1,9659 κetac bond 10 3,650 3,600 2,5 4,6,7352 vitrebond 10 3,420 3,650 1,4 5,0 1,2533 ionoseal 10 3,680 3,450 2,3 6,0 1,0727 Total 40 4,178 3,900 1,4 10,0 1,6557 Πίνακας 8. Οι τιμές αύξησης της θερμοκρασίας στον πολφικό θάλαμο κατά τον φωτοπολυμερισμό της σύνθετης ρητίνης Δθ Kolmogorov-Smirnov(a) Shapiro-Wilk ΟΜΑΔΕΣ Statistic df Sig. Statistic df Sig. Control,187 10,200(*),886 10,151 κetac bond,176 10,200(*),935 10,495 vitrebond,162 10,200(*),912 10,293 ionoseal,293 10,015,858 10,073 Based on Mean Levene Statistic df1 df2 Sig. Δθ 3, ,022 2BΠίνακες 9 και 10.Έλεγχος κανονικότητας και ισότητας διασπορών FILTEK SUPREME Statistic( a) df1 df2 Sig. Brown- Forsythe 8, ,033,001 a Asymptotically F distributed. Πίνακας 11. Ανάλυση Διασποράς 40

41 Games-Howell (I) ΟΜΑΔΕΣ (J) ΟΜΑΔΕ Σ Εικόνα 8. Διάγραμμα των μέσων τιμών Mean Difference (I-J) Std. Error Sig. 95% Confidence Interval Lower Upper Bound Bound Control κetac bond 2,3100(*),6637,022,326 4,294 vitrebon d 2,5400(*),7373,017,420 4,660 ionoseal 2,2800(*),7082,028,220 4,340 κetac Control - bond 2,3100(*),6637,022-4,294 -,326 vitrebon d,2300,4595,958-1,099 1,559 ionoseal -,0300,4112 1,000-1,207 1,147 vitrebond Control - 2,5400(*),7373,017-4,660 -,420 κetac bond -,2300,4595,958-1,559 1,099 ionoseal -,2600,5217,958-1,738 1,218 ionoseal Control - 2,2800(*),7082,028-4,340 -,220 κetac bond,0300,4112 1,000-1,147 1,207 vitrebon d,2600,5217,958-1,218 1,738 41

42 * The mean difference is significant at the.05 level. Dependent Variable: Δθ Πίνακας 12. Η κατά ζεύγη σύγκριση των τιμών μεταξύ των ομάδων ΟΥΔΕΤΕΡΟ ΣΤΡΩΜΑ ΟΜΑΔΕΣ N Mean Median Minimum Maximu m Std. Deviation vitrebon d 10 4,780 4,500 2,1 7,0 1,6054 ionoseal 10 2,520 2,500 1,7 3,5,6391 Total 20 3,650 3,200 1,7 7,0 1,6608 Πίνακας 13. Οι τιμές αύξησης της θερμοκρασίας στον πολφικό θάλαμο κατά τον φωτοπολυμερισμό του ουδέτερου στρώματος ΟΥΔΕΤΕΡΟ_ΣΤΡΩΜ Α ΟΜΑΔΕ Kolmogorov-Smirnov(a) Shapiro-Wilk Σ Statistic df Sig. Statistic df Sig. vitrebon d,141 10,200(*),956 10,742 ionoseal,192 10,200(*),929 10,434 Based on Mean Levene Statistic df1 df2 Sig. Δθ 6, ,020 3BΠίνακες 14 και 15. Έλεγχος κανονικότητας και ισότητας διασπορών ΟΥΔΕΤΕΡΟ_ΣΤΡΩ ΜΑ t df t-test for Equality of Means Sig. (2- tailed) Mean Differenc e Std. Error Differenc e 95% Confidence Interval of the Difference Lower 4,136 11,783,001 2,2600,5464 1,0670 Upp er 3,45 30 Πίνακας 16. Τ- τεστ για δυο ανεξάρτητα δείγματα 42

43 Εικόνα 9. Διάγραμμα μέσων τιμών 43