整合两种不同的玻璃纤维Reinforcent对丙烯酸义齿基材料的抗弯强度

文摘

聚甲基丙烯酸甲酯广泛用于义齿基制造由于其令人愉悦的美学,易于操作和成本效益比金属假牙基材料和固定假体。然而,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)假体容易骨折由于他们糟糕的机械性能和降低随着时间的推移,由于吸附水。本研究旨在评估的影响增加e玻璃纤维编织的挠曲强度Meadway热治疗Supercure假牙基材。这是由相互比较无钢筋的弯曲强度和StickNet™(StickTech、芬兰)和工业(Iqbal儿子,巴基斯坦)玻璃纤维(GF)增强PMMA标本分别。样品制备和测试的指导原则下执行ISO 20795 - 1 DBM。机械使用万能试验机测试了。结果表明,玻璃纤维强化导致力学性能显著增强PMMA。StickNETTM钢筋标本显示,抗弯强度和断裂韧性最高,其次是工业GF钢筋和无钢筋PMMA。这项研究清楚地显示积极改善PMMA与编织GFs加固后的强度和耐久性。未来的研究应该关注寻找方法减少玻璃纤维增强PMMA的溶解度较高标本无钢筋PMMA相比。

关键字

义齿的基础材料、丙烯酸甲酯、咀嚼的部队

介绍

不管他们的有益方面,基于体系的假牙容易断裂(1- - - - - -4]在过度咀嚼力量或下降时不小心2,5,6]。此外,他们降低随着时间的推移由于水吸附(WS)导致后续水解7- - - - - -9),导致合成的减少他们的物理力学性质8,10]。

设计了各种技术以提高PMMA (DBM)的力学性能。一种技术是由另一个替代PMMA义齿基材(例如,聚酰胺、环氧树脂)[11),或添加共聚物橡胶(如丁二烯苯乙烯)在PMMA增加其冲击强度(3]。其他选项包括使用金属线(1,11,12]或纤维增强加强PMMA假牙。

金属线大大加强丙烯酸假牙然而他们并入PMMA导致可怜的美学(13)和一代的区域的应力集中和空洞可以削弱而不是加强义齿的基础聚合物(11]。碳/石墨纤维(CFs) [11,14)当纳入PMMA提供大幅提高弯曲和影响的优势(15丙烯酸树脂。然而,由于灰色的颜色,他们传授假牙和审美趣味低下是假牙钢筋(因此不常用16]。超高分子量聚乙烯(UHMWPE) [1,11,16,17]纤维是白色的颜色和显示增加影响丙烯酸树脂的强度和杨氏模量。然而,这些纤维需要特殊预处理(如等离子治疗)为了创建一个债券之间的纤维和PMMA树脂(15]。芳纶纤维(AFs)大幅提高PMMA为基础的抗拉强度和韧性假牙(16),但他们拥有一个黄色的颜色,也难以纳入PMMA。因此,他们使用在临床牙科[有限16]。

最近,一个伟大的重点一直放在玻璃纤维(GFs)假牙的使用基础钢筋(13,16,18- - - - - -20.,21- - - - - -24]。各种研究已经证实的有益作用GFs在义齿树脂的力学性能1,13,16,21,25,26]。GFs高度审美和具有优良的机械性能。结果,他们是一个主要候选人假牙钢筋(16]。此外,GFs高度服从债券形成的PMMA树脂当合适的硅烷偶联剂处理1,27Trimethoxysilylpropylmethacrylate硅烷(MPS)等)。

各种形式和方向的玻璃纤维已经尝试加强丙烯酸树脂。主要电气(e)或硅(年代)玻璃纤维用于此目的(28]。运行在一个方向的纤维称为单向纤维,而合并两个或两个以上的方向被称为多向或编织纤维22]。增加的影响(15,19,29日)和疲劳强度(30.)已报告使用的钢筋编织GFs PMMA DBM,相比于单向纤维。然而,很少有研究表明,高机械强度是通过使用单向GFs编织相比GFs (29日,31日,32]。然而,他们加强只在一个方向,统一公司分布在PMMA是安静的困难(33]。

除了使用纤维增强PMMA假牙的明显的好处,他们的高成本和难度的并入PMMA限制其临床使用频繁,特别是在短和面向随机GFs的情况下倾向于“丛”[25,34在义齿和可以导致假体的强度降低。这克服了使用可用的编织纤维网状或网络的形式(35,36]。

商业成本高的问题牙科GFs可以解决工业GFs的使用不仅便宜,而且也比较机械性能与牙科年级GFs (StickNet™)。不幸的是,很少有研究关注使用的工业品位GFs (4,36- - - - - -38];钢筋的假牙和大多数的研究只集中在评估这些钢筋DBM的机械性能。测试只有一些属性并没有提供足够的信息对所有相关广发增强PMMA的属性。各种弯曲强度等力学性能(FS),断裂韧性(英尺)和水吸附等物理性质(WS)和溶解性是必不可少的”来形容PMMA义齿基材料与GFs钢筋。

本研究的目的是调查的效果添加两种不同类型的编织GFs PMMA义齿基材料的抗弯强度。这是由相互比较的抗弯强度广发增强PMMA以及无钢筋PMMA。

材料和方法

材料

组件用于制备PMMA标本(表1)。控制标本仅由PMMA,而实验标本(Exp-I和Exp-II)包含PMMA与玻璃纤维增强。

表1。组件在这项研究中用于制备PMMA(控制)标本。

附加组件,用于制备玻璃纤维增强实验PMMA (Exp-I和Exp-II)标本,同时提出了本研究的实验组件表2。

表2。3 PMMA(控制和实验)用于本研究。

方法

准备和测试的标本在这项研究是根据ISO 201795 - 1的指导方针义齿的基础材料(表3)。

表3。2组件用来准备实验材料(Exp-I和Exp-II)在这项研究假牙的ISO 201795 - 1基础材料。

样品准备挠曲强度的测量

石膏模具准备投资一个高度抛光的不锈钢板(SS)测量65毫米(长度)×40毫米(宽)×3.5毫米(厚度)到一个牙科瓶充满新鲜混合类型III牙科石膏,混合根据制造商的建议。在石膏设置不锈钢板被和海藻酸的薄层分离在模具中应用。热固化Meadway Supercure丙烯酸粉末和液体义齿基组件混合powder-liquid比率为2.35 g / mL,纳入模具当混合树脂达到柔软的阶段。之后,半瓶被关闭和瓶一直在压力下200酒吧用液压机30分钟(图1)。

随后,瓶被媒体和丙烯酸树脂固化的热固化装置在70°C 2小时后跟终端煮沸1小时的100°C。固化丙烯酸板当时从瓶中检索和四个标本(65×10×3.3毫米)获得从每个板以缓慢的速度削减金刚石锯(Isomet 4000线性)在600 RPM /分钟后跟磨和抛光以600 -勇气金相纸在恒水冷却。八个标本(n = 8)每组准备。

对照组,没有纤维添加或硅烷处理执行在Exp (Exp-I和Exp-II), e玻璃纤维(即编织。,分别StickNET和工业GFs)夹在丙烯酸树脂在面团。

工业纤维的体积的调整,使其等于StickNet™GFs (Exp-I)。表的StickNET (Exp-I)和工业纤维(Exp-II)减少到60毫米长度的尺寸和40毫米宽。StickNET纤维的厚度是0.06毫米,而工业纤维是0.02毫米。因此,3层的工业用纤维和一张StickNET纤维被用来保持平等的体积的纤维。

硅烷处理和纤维Pre-Impregnation工业纤维

与StickNet玻璃纤维(GFs)已经处理的硅烷偶联剂制造商,工业GFs需要硅烷处理之前使用。工业GFs在蒸馏水清洗去除表面杂质,其次是净化通过沉浸在1.6 M盐酸为60秒。后来,GFs再用蒸馏水洗净去除任何酸性的残余,在露天,72小时。接下来,一个8%的解决方案(v / v) 98%酒精是硅烷偶联剂的准备。几滴盐酸的解决方案也被纳入作为反应的催化剂。

GFs然后沉浸到24小时解决方案以便所有乙醇蒸发出解决方案,涂上一层薄薄的硅烷偶联剂仍在纤维上。硅烷单体涂层,GFs被加热固化24小时的纤维在100°C。之后,纤维被用蒸馏水洗净去除任何杂质,现在纤维准备合并在热固化义齿基PMMA。

树脂浸渍玻璃纤维

StickNET和工业玻璃纤维糖水浸30秒的PMMA粉液比的10/8。从树脂糖浆去除后,他们立即把树脂内面团准备PMMA标本的制作。

挠曲强度测量

后制备的标本(65×10×3.3毫米)测试挠曲强度,他们存储在水浴37°C前48小时天测试。测试必须执行时,采集标本的水浴并放置到支持的万能试验机(AG20KNX +、日本岛津公司、日本)。三点弯曲试验然后执行之间的距离,这样的支持是50毫米和负载细胞20 KN使用。在十字头所施加的力增加5毫米/分钟的速度直到标本骨折。最大力量(F)骨折标本所需单位为牛顿(N)的万能试验机(UTM)和挠曲强度,在兆帕(MPa)的标本是使用下面的公式来计算的,作为DBM(由ISO 20795 - 139]:

,σ=挠曲强度(Pa)

F =最大负载(牛顿)对样本

l = UTM的支持之间的距离(毫米)

b =标本的宽度(毫米)

h =身高的标本(毫米)

统计分析

社会科学统计分析进行特殊包版本22日(SPSS 22)。的抗弯强度、断裂韧性、水吸附和溶解性进行了分析通过使用一个单向方差分析(方差分析)测试和通过应用事后图基测试组之间比较的结果。

结果

抗弯强度

图2显示平均抗弯强度(FS)的所有控制和Exp (Exp-I和Exp-II) PMMA义齿的基础材料。单向方差分析(方差分析)显示显著差异(p < 0.01)之间的FS三组材料的测试。数据进一步分析了通过使用一个事后测试(图基的诚实的显著差异(HSD)测试),以确定这意味着测试标本的显著不同。在测试标本,StickNET增强PMMA标本(Exp-I)显示最高的FS。工业GF钢筋标本(Exp-II)显示一个明显低于Exp-I FS,但它明显大于无钢筋标本(控制)。挠曲强度的最大和最小值组的测试标本。控制标本最大FS值为85.3±3.14 MPa,而实验标本的最大FS (Exp-I和Exp-II)被发现分别为135.48±8.22,102.76±6.81 MPa。

同样,控制PMMA标本的最小f值是74.95±3.14 MPa,而Exp PMMA标本(Exp-I和Exp-II)是116.37±8.22 MPa和分别为83.27±6.81 MPa(图3)。

SEM图像的横向部分骨折标本17 x显示所有类型的标本展示一种脆性断裂和清晰的拉伸和压缩骨折区是可见的(图3和4)。

讨论

抗弯强度(FS)是指材料的抗断裂能力弯曲力时。因此,为了确保的成功和长寿徐军教授电器,他们必须具备高FS。在这项研究中,StickNET增强PMMA标本(Exp-I)平均127.22±8.22 MPa的FS,工业GF钢筋标本(Exp-II)显示平均96.56±6.81 MPa的FS而无钢筋PMMA控制样本平均79.45±3.14 MPa的FS。

这些结果表明,掺入1.7% (v / v) StickNET和工业GFs导致增加57%和20% FS的PMMA义齿基树脂分别。这些结果支持先前的研究[15,31日,32,40,41)得出的结论是,有一个增加的FS PMMA时钢筋编织GFs。相比之下,Koroglu等人表明,有一个减少合并后的FS PMMA StickNET GFs。然而,他们的研究结果的差异可能是由于浸渍不当或放置的纤维的粘合纤维体系并没有评估的研究。

在这项研究中,一个重要的区别是观察之间的FS Exp-I (122.34±5.95 MPa)和Exp-II (92.94±1.45 MPa)采用溶胶。Exp-II PMMA标本展示FS Exp-I相比要低。然而,FS Exp-II明显高于控制标本,这表明GF的有益作用强化挠曲强度的PMMA。工业纤维的FS低的原因可能是由于技术的不完善的树脂浸渍GFs也明显的SEM图像骨折标本。

自从GFs的浓度平衡平衡这两种类型的GFs的体积,它可能工业GFs可能包含较小的质量浓度的工业GFs相比StickNET纤维。在这项研究中,成像的扫描电子显微镜(SEM)下的GFs显示平均厚度的一张本研究中使用的工业GFs StickNET GFs的0.02毫米,0.06毫米。同样,个别的工业玻璃纤维的厚度被发现的5.2μm而StickNET GFs 6.3μm这意味着工业GFs密度小于StickNET纤维,这背后的原因可能是劣质的属性Exp-II相比Exp-I PMMA标本。

有趣的是,它也注意到,有一个微不足道的影响纤维层数的表用于加固的FS PMMA (16]。一张StickNET GFs的厚度是0.06毫米,而工业GFs的0.02毫米。结果,工业GFs的3层被用来平衡的体积StickNET GF表。尽管使用多个表在工业广发增强PMMA标本,这些标本的FS仍小于钢筋的StickNET增强PMMA标本只有一张单纤维。然而,金融监督院标本的差异也可能是由于不同成分和机械性能的工业GFs StickNET GFs相比。

结论

1。整合编织e玻璃纤维在热治愈PMMA义齿基材料显著提高这种材料的抗弯强度和断裂韧性。

2。工业GFs是便宜和方便的解决方案提高PMMA义齿基材料的抗弯强度,从而减少骨折,需要更换或修理。

3所示。将编织GFs容易骨折区域的PMMA义齿可以显著降低骨折发生率的PMMA义齿。

4所示。未来的研究应该集中在生物相容性和修复PMMA与编织GFs强化后的抗弯强度。

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