مواد ذکر شده است، اما انقباض پلیمریزاسیون این مواد با بیس رزینی همچنان بزرگترین عیب آن ها محسوب می شود. استرس انقباضی مرتبط با شرینکیج، می تواند منجر به دبانده شدن کامپوزیت از سطح دندان شده و باعث حساسیت بعد از کار، ترک های مینایی، عود پوسیدگی، رنگ پذیری حاشیه ی ترمیم (مارجینال) و در نهایت شکست ترمیم شود.(۵ و۶)
اجزای تشکیل دهنده کامپوزیت ها:
رزین کامپوزیت ترکیبی از چهار جزء اصلی است: ماتریکس پلی مر آلی (فاز پیوسته)، ذرات فیلر معدنی (فاز پراکنده)، ماده ی کوپلینگ (عوامل اتصال دهنده یا لایه ی حد فاصل) و عوامل دیگری نظیر سیستم آغاز کننده - تسریع کننده، مهار کننده ها، تثبیت کننده های رنگ و رنگدانه ها.(۷)
ماتریکس پلی مر آلی:
در اغلب کامپوزیت های تجاری یک الیگومر دی آکریلات آروماتیک یا آروتان است. الیگومرها مایعات ویسکوزی هستند که برای استفاده ی بهتر بالینی با افزودن یک مونومر رقیق کننده ویسکوزیته شان را پایین می آورند.(۸)
فیلر (filler):
ذرات معدنی پراکنده ممکن است چندین ماده ی مختلف باشند از جمله شیشه یا کوارتز (ذرات fine) یا سیلیکای کلوئیدال (ذرات microfine) یا نانوکلاسترهای زیرکونیا- سیلیکا و نانو پارتیکل های سیلیکا.(۸) اضافه کردن فیلرها به ماتریکس رزینی به طور قابل توجهی سبب بهبود خواص مواد می شوند ولی سیالیت آن کاهش می یابد.(۹) نوع، اندازه ذرات، میزان توزیع ضریب انکسار و سختی فیلر عواملی هستند که بر روی خواص کامپوزیت اثر می گذارند. کامپوزیت ها معمولا رادیولوسنت اند لذا در رادیوگرافی نمی توان حفرات ترمیم شده با این پلیمرها را از پوسیدگی ثانویه یا عاج دکلسیفیه تشخیص داد. بنابراین امروزه ترکیبات رادیواپک در فیلرها بکار می رود که منجر به ایجاد انواع نرم تر فیلر می گردد و این خود باعث می شود زبری سطحی کاهش پیدا کند و از سایش دندان های مقابل نیز جلوگیری کند.(۱۰)
میزان ذرات فیلر و اثر آن بر خواص کامپوزیت ها :
کامپوزیت ها یی که میزان فیلر در آن ها ۷۵% وزنی یا بالاتر باشد تحت عنوان کامپوزیت های با درصد فیلر بالا (heavy filled) نامیده می شوند. بر عکس کامپوزیت هایی که میزان فیلر آن ها ۶۶% وزنی یا کمتر باشد تحت عنوان کامپوزیت های با درصد فیلر پایین (lightly filled) نامیده می شوند.(۱۱) معمولا ذرات فیلر ۷۰-۳۰% حجمییا ۸۰-۵۰% وزنی کامپوزیت را تشکیل میدهند.(۱۲)همواره درصد حجمی ذرات فیلر در کامپوزیت از درصد وزنی آن ها کمتر است زیرا چگالی فیلر بالاتر از ماتریکس رزینی است.(۱۳)
از آنجایی که فیلرهای سیلیکا تقریبا صد برابر متراکم تر از مونومرهای آکریلیک هستند، بنابراین ۷۵% وزنی فیلر تقریبا برابر با ۵۰% حجمی است. خواص کامپوزیت ها متناسب با درصد حجمی ذرات فیلر است ولی اندازه گیری و فرموله کردن کامپوزیت ها بر مبنای درصد وزنی به مراتب ساده تر است. بنابراین در دندانپزشکی بیشتر از درصد وزنی استفاده میکنند.(۱۴) به منظور اضافه کردن حداکثر میزان فیلر به ماتریکس رزینی، تنوع اندازه ی ذرات فیلر ضرورت است. واضح است که اگر ذرات فیلر از نظر اندازه متنوع باشند، ذرات کوچکتر قادر به پر کردن فضاهای بین ذرات بزرگ تر خواهند بود و بدین ترتیب بالاترین میزان فیلر به دست می آید، ولی در نهایت حداکثر میزان فیلری که می توان به ماتریکس رزینی افزود تحت تاثیر سطح ذرات فیلر است. مثلا در مورد ذرات سیلیکای کلوئیدال که وسعت سطحی زیادی (حدود m2/gr 300-50 ) دارند، نمی توان درصد فیلر را خیلی بالاتر برد، چرا که استفاده از ذرات کوچک سبب بالا رفتن ویسکوزیتی و کاهش سیالیت در کامپوزیت می شود و همین مسئله کارایی عملی کامپوزیت را دچار اشکال می کند.(۱۰)اصطکاک بین سطح ذرات فیلر و مونومر عامل اصلی در کنترل سیالیت است، به این معنی که با افزایش سطح ذرات فیلر میزان سیالیت کاهش مییابد. اگر حجمی از ذرات درشت را با همان حجم از فیلرهای ریز مقایسه کنیم وسعت سطحی در مورد فیلرهای ریز به مراتب بیشتر است. به این معنا که اگر قطر ذرات فیلر یک دهم شود وسعت سطحی ۱۰ برابر میگردد.(۱۲) تقریبا تمام خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی کامپوزیت ها با افزایش میزان فیلر بهبود مییابد.(۱۵)
اندازه ی ذرات فیلر و اثر آن بر خواص کامپوزیت ها:
همانگونه که پیش تر بیان شد، اندازه ی ذرات فیلر بر میزان سیالیت کامپوزیت موثر است. به این ترتیب که هرچه اندازه ی فیلر کوچک تر باشد، سیالیت کامپوزیت کاهش مییابد. اندازه ی ذرات فیلر دارای اثر قابل ملاحظه ای در میزان زبری سطح پرکردگی در مرحله اولیه بعد از finishing و پراخت کامپوزیت می باشد. کامپوزیت هایی که اندازه ی ذرات فیلر در آن ها submicron است، قابلیت پرداخت بالایی را از خود نشان می دهند و superpolishable نامیده می شوند. اگر اندازه ی ذرات فیلر کامپوزیت ۸-۱ میکرون باشد، کامپوزیت superpolishable و اگر اندازه ذرات فیلر بالاتر از ۱۰ میکرون باشد، کامپوزیت nonpolishable تلقی می شود.(۱۰) از آنجا که ذرات فیلر نسبت به ماتریکس رزینی سخت تر هستند بنابراین بعد از Finishing ممکن است بعضی از ذرات فیلر از سطح کامپوزیت برجسته بمانند و بعضی از آن ها ممکن است از سطح کامپوزیت کنده شده و حفراتی بر جای بگذارند. این مناطق زبر می توانند سبب پراکنده شدن نور و تجمع رنگدانه ها و دبری های آلی شوند. بنابر این هر چه اندازه ی ذرات فیلر ریزتر باشد، زبری سطحی کامپوزیت کمتر خواهد بود.(۱۲) همچنین ثابت شده است که هر چه اندازه ی ذرات فیلر موجود در کامپوزیت کوچکتر باشد، کامپوزیت کمتر دچار سایش می شود زیرا هر چه اندازه ی ذرات فیلر ریزتر باشد فاصله ی بین ذرات فیلر کاهش یافته و بنابر این فیلرها بهتر می توانند سبب محافظت ماتریکس رزینی شوند.(۱۶)
عوامل اتصال دهنده (Coupling Agent) :
برقراری پیوند بین ذرات فیلر و ماتریکس رزینی به منظور تامین خواص رزینی مطلوب در کامپوزیت ها و حفظ این خواص ضروری است. وجود این پیوند موجب می شود استرس ها از ماتریکس رزینی نرم و شکل پذیر (Plastic)، به ذرات فیلر که سخت تر هستند انتقال یابد. اتصال بین دو فاز رزینی و فیلری در کامپوزیت ها توسط عامل اتصال دهنده امکان پذیر می شود. استفاده ی مناسب از عامل اتصال دهنده سبب بالا بردن خواص فیزیکی و مکانیکی گشته و نیز با ممانعت از نفوذ آب در حد فاصل فیلر و ماتریکس باعث ثبات هیدرولیتیک کامپوزیت می گردد.(۱۰ و ۱۷)
هر چند تیتانات و زیرکونیات می توانند به عنوان عوامل اتصال دهنده به کار بروند اما متداول ترین ماده ای که برای این منظور استفاده می شود یک سایلن (Silane) آلی است که قبل از مخلوط شدن الیگومر با مواد دندانی به جزء معدنی اضافه می شود. مولکول های سایلن دارای دو سر فعال هستند که یک سر آن قادر به اتصال با گروه های هیدروکسیل موجود در سطح ذرات سیلیکا می باشد و سر دیگر آن قادر است که از طریق اتصالات دوگانه مونومرهای ماتریکس رزینی با آن ها پلیمریزه گردد.بنابراین در نهایت یک باند شیمیایی بسیار محکم بین رزین و فیلرها ایجاد میشود. از آنجا که عوامل اتصال دهنده با ذرات سیلیکا به بهترین نحو وارد واکنش می شوند، بنابراین در اکثر کامپوزیت های دندانی از فیلرهای حاوی سیلیکا استفاده می کنند.(۱۰و۱۲)
عوامل دیگر شامل:
الف) سیستم آغاز کننده - فعال کننده :
کامپوزیت ها بر اساس فرمول سیستم آغاز کننده - فعال کننده ی موجود در آن ها به انواع خود به خود سخت شونده، سخت شونده با نور ماوراء بنفش، سخت شونده با نور مرئی و سخت شونده با روش دوگانه (Dual curing) تقسیم می شوند. در سیستم شیمیایی، آغازگر (Initiator) بنزوئیل پروکساید و عامل تسریع کننده (Acceleratore) یک ترکیب آمین سه تایی.(۱۰)در این سیستم، مواد به صورت دو خمیر عرضه می شوند که آغازگر در یکی و تسریع کننده در دیگری قرار دارد. زمانی که دو خمیر با هم مخلوط می شوند واکنش بین آمین و بنزوئیل پراکساید سبب تولید رادیکال های آزاد می گردد و بدین ترتیب واکنش پلیمریزاسیون آغاز می شود.(۱۵) در سیستم نوری، کامپوزیت بصورت یک خمیر عرضه می شود که داراییک مولکول آغازگر نوری (Photoinitaitor) و یک تسریع کننده آمینی است. آغازگر نوری که معمولا مورد استفاده قرار می گیرد کامفورکینون است. این ماده قادر به جذب امواج نوری با طول موج ۵۰۰-۴۰۰ نانومتر است که در محدوده ی رنگ آبی طیف نور مرئی قرار دارد. در انواع دوال کیور، شروع پلیمریزاسیون توسط نور و ادامه ی آن بصورت Autopolymerization می باشد.(۱۰)
ب) مهارکننده (Inhibitors) :
این مواد به منظور ممانعت از پلیمریزاسیون زودرس کامپوزیت ها و برای تامین shelf life کافی کامپوزیت ها ی دندانی بکار می روند. از جمله ی این مواد می توان به ۴- متوکسی فنل و۶،۴،۲ تری بوتیل فنل اشاره کرد. هیدروکینون از بازدارنده هایی است که بیشترین استفاده را دارد.(۱۸)
ج) رنگدانه ها (Pigments) :
ذرات آلی یا غیر آلی به اندازه ی یک دهم تا یک میکرون اند که بطور یکنواخت در ماده ی زمینه ای پخش می شوند تا رنگ دلخواه، شفافیت و یا کدورت را در محصول ایجاد کند.(۱۱)
د) تثبیت کننده های رنگ (UV Stabilizer):
کامپوزیت های خود به خود سخت شونده به دلیل دارا بودن مقادیر زیاد آمین های آروماتیک بسیار مستعد تغییر رنگ هستند. این کامپوزیت ها ممکن است دارای اجزایی باشند که از طریق جذب اشعه ی ماوراء بنفش سبب تثبیت رنگ این مواد می شوند.(۱۱)
طبقه بندی کامپوزیت ها:
معیارهای مختلفی برای طبقه بندی کامپوزیت ها در نظر گرفته شده است:
بر اساس ترکیب ماتریکس : (Bis BMAیا UDMA)
بر اساس روش پلیمریزاسیون :خود به خود سخت شونده - با اشعه ماوراء بنفش سخت شونده - با نور مرئی سخت شونده – سخت شونده دو گانه – سخت شونده مرحله به مرحله یا Stage Cure
بر اساس اندازه ی ذرات فیلر: بر اساس اندازه ی ذرات فیلر: مگا فیل (اندازه ذرات ۲-۵/۰ میلی متر)، ماکروفیل (۱۰۰-۱۰ میکرون)، میدی فیل (۱۰-۱ میکرون)، مینی فیل (۱-۱/۰ میکرون)، میکروفیل (۱/۰-۰۱/۰میکرون) و نانوفیل (۰۱/۰ - ۰۰۵/۰ میکرون). تلاش هایی برای بهبود صافی و قابلیت پرداخت سطح رزین های کامپوزیت منجر به ساخت کامپوزیت های میکروفیل شده است. اساس آنها استفاده از ذرات بی نهایت ریز سیلیکا است که اندازه شان ۰۲/۰ تا ۰۴/۰ بوده و از این رو رزین Microfine و Microfilled یا قابل پرداخت نام دارد. ویژگی های خوشایند رزین های میکروفیل سطح بی نهایت صافی است که هنگام پرداخت ایجاد می کنند که فقدان آن مشکل اصلی کامپوزیت های معمولی است.
بر اساس میزان پرکننده (درصد حجمی یا وزنی) : طبقه بندی کامپوزیت ها بر اساس فیلر نشان دهنده ی خواص کامپوزیت است چرا که تقریبا تمام خواص کامپوزیت ها به فیلر ها مربوط است و با بهره گرفتن از حد بالاتری از فیلر می توان تمام خواص را بهبود بخشید. تنها مشکل این است که هر چه میزان فیلر بیشتر باشد از فلوی ماده نیز کاسته می شود.(۱۹ و ۲۰)
بر اساس کاربرد کامپوزیت ها :
All-purpose : در بیماران با ریسک پوسیدگی کم و درتمامی انواع حفرات
کامپوزیت قابل متراکم شدن (Packable) : در حفرات کلاس یک، دو و شش توصیه شده است. این کامپوزیت ها دارای محتوای فیلر بالا و توزیع فیلر خاص می باشند. شکل فیلر این کامپوزیت ها متخلخل و بزرگتر می باشد که نتیجه ی این حالت قوام محکم تر آن در مقایسه با کامپوزیت های هیبرید است. همچنین ماتریکس رزینی آنها جهت افزایش محتوای فیلر دچار تغییرات شیمیایی شده است. مزیت عمده ی این نوع مواد، سهولت بیشتر در ایجاد نقاط تماس اینترپروگزیمال در ترمیم های کلاس دو است. از این نوع کامپوزیت ها میتوان بعنوان یک درمان جانبی به جای ترمیم های آمالگام بهره برد.
کامپوزیت های قابل سیلان (Flowable) : در ترمیم حفرات کوچک، حفرات کلاس پنج، مسدود کردن شیارها و فرورفتگی ها و نواحی تحت استرس کم، بعنوان بیس حذف کننده ی استرس زیر کامپوزیت هیبرید یاکامپوزیت قابل متراکم شدن به دلیل ضریب الاستیسیتی پایین آن و در دندانپزشکی کودکان توصیه شده است. این رزین ها در مقایسه با مواد معمول ترمیم های کامپوزیت مستقیم، حجم فیلر کمتری دارند و به همین دلیل ویسکوزیته ی آنها کمتر است، هر چند که انقباض و سایش این مواد بیش از حد معمول است.(۱۸و۲۱و ۲۲)
خواص کامپوزیت ها:
انقباض پلیمریزاسیون :
واکنش پلیمریزاسیون، انقباض خالصی در نتیجه ی کراس لینک ایجاد می کند. هر چه حجم فیلر یک رزین کامپوزیت بیشتر باشد انقباض کمتر خواهد بود. در نتیجه کامپوزیت های میکروفیل که کمترین درصد حجمی ذرات فیلر (۵۰-۳۲%) را دارند درصد انقباض خطی شان از بقیه بالاتر است (۳-۲%) و کامپوزیت های هیبرید انقباض خطی کمتری نشان می دهند (۴/۱-۶/۰%).(۲۳)
انقباض کامپوزیت ها در دو مرحله ی pre-gel و post-gel رخ می دهد. در مرحله یpre-gel کامپوزیت هنوز قادر به فلو هست و مقداری از استرس ناشی از انقباض را توسط دفرمیشن پلاستیک و جریان یافتن جبران می کند. اگرچه پس از نوردهی پلی مریزاسیون خیلی سریع پیشرفت می کند اما زمان اندکی برای آزاد شدن استرس ها باقی می گذارد. اما در مرحله ی ژل و پس از آن، سختی ماده که با ضریب الاستیک آن مشخص می شود رو به افزایش می گذارد. پس از ژل شدن، کامپوزیت دیگر قادر نیست با فلوی خود استرس های انقباضی را جبران کند. این استرس ها در تنگنای باند ماده ی ادهزیو به ساختار دندان قرار می گیرند، بنابراین در نتیجه یپلیمریزاسیونpost-gel، استرس های کلینیکی قابل توجهی به باند دندان - کامپوزیت و ساختمان دندانی اطراف وارد می شود..(۲۴)
استرس های باقیمانده می تواند عواقب زیر را در پی داشته باشد: دفرمیشن کاسپ ها و سندرم دندان ترک خورده، شکستن مارجین های مینایی حفره ی ترمیمی، لیکیج و تغییر رنگ لبه ای و پوسیدگی ثانویه و التهاب پالپی، آسیب به ساختار رزین کامپوزیت خصوصا در مرز بین فیلر و ماتریکس.(۵و۶و۲۳و۲۵)
استرس های ناشی از انقباض پلیمریزاسیون را به چند طریق می توان کاهش داد:
۱) مواد باندینگ عاجی : این مواد یک لایه ی هیبرید بین ترمیم و دندان برای غلبه بر نیروهای انقباضی تشکیل می دهند.
۲) استفاده از یک رزین بینابینی و با ویسکوزیته ی کم و با مدیولوس پایین همانند ادهزیو های عاجی فیلد شده، کامپوزیت فلو یا RMGI بین ماده باندینگ و ماده ی ترمیمی تا به عنوان “بافر الاستیک” یا “فشار شکن” عمل کرده و استرس های انقباضی را کاهش داده و کیفیت لبه های ترمیم را بالا ببرد.(۲۶)
۳) پلیمریزاسیونsoft start به جای کیور کردن با نور با شدت بالا (۲۷)
۴) قرار دادن کامپوزیت به صورت لایه ای(۲۴و۲۷و۲۸و۲۹)
۵) استفاده از فایبر (۳۰)
خواص مکانیکی :
کامپوزیت رزین هاضریب الاستیک پایین و میزان دفرمیشن الاستیک نسبتا بالایی دارند. شکست های رزین کامپوزیت ناشی از الاستیک دفرمیشن شامل شکستن توده ای ماده ی ترمیمی، ایجاد ترک های ریز و مقاومت نسبتا پایین به فشارهای اکلوزالی می باشد.(۳۱)
سختیknoop کامپوزیت رزین ها (kg/mm280-22) کمتر از مینا (kg/mm2343) یا آمالگام دندانی (kg/mm2110) می باشد. سختی کامپوزیت های با ذرات fine به خاطر سختی و نسبت حجمی بیشتر ذرات فیلر بیشتر از انواع Microfine می باشد. این مقادیر نشان دهنده ی مقاومت متوسط اغلب کامپوزیت های با فیلر بالا در برابر استرس های فانکشنال است. اما تفاوت چندانی در مقاومت به سایش های فانکشنال در کامپوزیت های مختلف وجود ندارد.
مقاومت خمشی و مقاومت فشاری اغلب کامپوزیت ها مشابه است. ضریب خمشی و فشاری انواع فلو حدود ۵۰% کمتر از انواع هیبرید و Packable می باشد که نشان دهنده ی نسبت کمتر فیلر در انواع فلو و میکروفیل می باشد. استحکام باند کامپوزیت به مینای اچ شده و عاج پرایم شده بطور معمول بین ۲۰ تا ۳۰ مگاپاسکال است.(۸)
ویژگی های حرارتی :
ضریب انبساط حرارتی کامپوزیت با میزان رزین مونومر رابطه مستقیم دارد و سه برابر مینای دندانی است. در نتیجه کامپوزیت تمایل دارد بیشتر از دندان منبسط شود و وقتی در معرض تغییرات حرارتی قرار می گیرد بیش از مینا و عاج تغییر ابعاد می دهد. این اتفاق می تواند سبب تشکیل gap مارجینال شده و اثر انقباض پلیمریزاسیون بر تغییر شکل کاسپ ها را بالا ببرد، همچنین ممکن است سبب شکستن کامپوزیت و مینا شود. هر چه میزان فیلر کامپوزیت بیشتر باشد اختلاف ضریب انبساط حرارتی با دندان کمتر خواهد بود. هدایت حرارتی کامپوزیت مشابه دندان است و چون ذرات فیلر در اثر تماس با هم حرارت را منتقل می کند در کامپوزیت های با فیلر بیشتر دیده می شود.(۹)
جذب آب :
جذب آب به قسمت رزینی مربوط می شود و باعث متورم شدن بخش پلیمری کامپوزیت شده و انتشار و پخش هرگونه مونومر آزاد را افزایش می دهد. آب بهمراه سایر مولکول های کوچک بصورت بالقوه موجب نرمی کامپوزیت می گردد و ماتریکس آن را به مونومر و سایر مشتقات تجزیه می کند.(۹)
بررسی مقایسه ای مقاومت به شکست دندان های ترمیم شده با ...