© Borgis - Nowa Stomatologia 2/2003, s. 65-69
Elżbieta Pawłowska
Ocena wpływu modyfikacji systemu wiążącego chitozanem na siłę wiązania materiałów kompozycyjnych z zębiną
The assesment of influence of bonding system modified by chitosan on tensile bond strength of composite to dentin
z Zakładu Stomatologii Wieku Rozwojowego Uniwersytetu Medycznego w Łodzi
Kierownik Zakładu: prof. dr hab. M. Wochna-Sobańska
![](img/bannery/wcierka2.png)
Wiązanie materiałów kompozycyjnych z zębiną, poprzez systemy łączące, osiąga się dzięki przenikaniu zaimpregnowanych primrem włókien kolagenowych żywicami hydrofobowymi, wskutek czego powstaje warstwa pośrednia zwana hybrydową oraz do niej przylegająca żywica adhezyjna – bond (tight sealing film) (1). Uszczelnienie w ten sposób zębiny i pokrycie jej żywicą blokuje penetrację mikroorganizmów i substancji chemicznych do miazgi. Ponadto zaimpregnowana zębina jest bardziej odporna na działanie kwasów w porównaniu do samej zębiny i tworzy skuteczne wiązanie zębiny z materiałem wypełniającym (2, 3, 4, 5, 6).
Inną składową wiązania z zębiną są wypustki żywicy do światła kanalików zębinowych. Same wypustki jednak w niewielkim stopniu mogą zapewnić mikroretencję, jeśli nie są związane chemicznie i fizycznie ze ściankami kanalików zębinowych (2, 3, 4, 5, 7, 8). Żywice adhezyjne penetrują do kanalików w nie spolimeryzowanej formie i tworzą różnorodne struktury. Zmieszane z płynem kanalikowym dają sferyczne, czy kuliste twory. Kiedy ilość żywicy w kanaliku wzrasta, kulistości łączą się, tworząc większe struktury i stopniowo wypełniają kanaliki zębinowe. W tej sytuacji siła połączenia żywicy ze ścianami kanalików staje się większa, niż siły spójności własnej. Żywica wówczas łatwiej zwilża powierzchnie ścian i tworzy jednolitą, ciągłą strukturę wypełniającą kanaliki z wypustkami w zagłębieniach ścian (2, 9).
Jeśli siły skurczu polimerazycajnego spowodują rozerwanie wiązań adhezji lub kohezji w obrębie warstwy pośredniej, to może pojawić się szpara w międzyfazowym połączeniu: zębina-warstwa hybrydowa-żywica (8, 10, 11, 12, 13). Siły wiązania żywicy z zębiną są znacznie słabsze, gdy warstwa hybrydowa nie jest pełnowartościowa – najczęściej z powodu niedostatecznej ilości systemu wiążącego, niejednorodnej dystrybucji lub niecałkowitego spolimeryzowania (14). Efektem tego są nieprawidłowości w uszczelnieniu kanalików zębinowych takie jak: a) nanoprzeciek – powstają niewielkie defekty w ujściach kanalików zębinowych; b) powstawanie luk również wewnątrz kanalików, co prowadzi do braku kontaktu (lub wiązania) całej wypustki do ścian kanalików; c) nie wytworzenie wypustek w kanalikach. Wynikiem takich nieszczelności jest szybsza degradacja systemu wiążącego, na skutek penetracji wody w warstwę hybrydową i w jej połączenie z błonką żywicy, co prowadzić może do osłabienia siły wiązania, a w żywym zębie dodatkowo do nadwrażliwości pozabiegowej (1, 2, 15, 16).
Spośród wielu materiałów stosowanych w celach terapeutycznych coraz szerzej wykorzystuje się hydrożele. Jedną z takich substancji, charakteryzującą się kontrolowaną bioaktywnością, biozgodnością i biodegradowalnością, jest chitozan – naturalny, biologiczny polimer (17, 18, 19, 20). Linden i wsp. (21, 22) uważają, że chitozan w kanalikach zębinowych wiąże się z rodzimym biohydrożelem. Tak powstały hydrożel zmniejsza hydrauliczną przepuszczalność zębiny i w efekcie uszczelnia kanaliki, zachowując jednak dyfuzję jonów i wody. Obecność w cząsteczce chitozanu grup: -OH, -NH2 jest podstawą możliwości łączenia go z systemami wiążącymi. Autorzy ci podają również, że kompleksy chitozanu z rodzimym biohydrożelem łączą się ze ścianą kanalików.
Jak wynika z wcześniej przeprowadzonych przeze mnie badań, dotyczących oceny możliwości penetracji mleczanu chitozanu w kanaliki zębinowe, a także cytotoksyczności primera modyfikowanego tym polimerem, łączenie chitozanu z primerami poprawia ich zgodność biologiczną (23, 24).
Celem niniejszego badania było porównanie wytrzymałości wiązania materiału kompozycyjnego z zębiną przy wykorzystaniu jednoskładnikowego systemu wiążącego Optibond Solo i jego modyfikacji chitozanem.
MATERIAŁ I METODA
Do badań użyto 20 zębów (przedtrzonowych i trzecich trzonowych) usuniętych z powodów ortodontycznych lub utrudnionego wyrzynania. Po odsłonięciu zębiny na bliższej i dalszej powierzchni stycznej, przy użyciu walca diamentowego (tworząc równoległe do siebie płaszczyzny), odcinano korzenie 1 mm poniżej szyjki zęba. W celu wyeliminowania różnic wynikających z osobniczej budowy morfologicznej i stopnia zmineralizowania zębiny poszczególnych zębów, do porównania utrzymania wypełnienia kompozycyjnego po zastosowaniu 2 systemów wiążących (Optibond Solo i Optibond Solo modyfikowany chitozanem) użyto próbek pochodzących z tych samych zębów. W tym celu korony zębów podzielono płomykiem diamentowym na turbinę na 2 części – wzdłuż długiej osi zęba – równolegle od uzyskanych wcześniej płaszczyzn odsłoniętej zębiny na powierzchniach stycznych.
W Instytucie Polimerów Politechniki Łódzkiej wykonano 20 dwuczłonowych form pierścieni stalowych według własnego projektu. Dolna część formy o kształcie litery T posiada otwór w połowie długości „nogi” do umieszczania w zrywarce Instron Zwick zintegrowanej z komputerem. Górną część formy stanowi pierścień z centralnie położonym otworem, w kształcie ściętego stożka, którego otwór mniejszy o średnicy 2 mm jest zwrócony w kierunku dolnego pierścienia (ryc. 1, 2).
![](img/ryciny/nst/2003/02/images/08.jpg)
Ryc. 1. Schemat przyrządu, służącego do pomiarów sił wiązania.
![](img/ryciny/nst/2003/02/images/09.jpg)
Ryc. 2. Dwuczłonowe formy pierścieni stanowiące części przyrządu służącego do pomiarów sił wiązania.
Na dolnym członie pierścienia zatapiano pośrodku w kleju Mastić Metal Chemical Metal – firmy Loctite po jednej próbce z każdego zęba, tak aby odsłonięta zębina była zwrócona do góry. Następnie powierzchnię zębiny z otaczającym klejem wyrównywano za pomocą tokarki, równolegle do podstawy pierścienia. Po wytrawieniu zębiny 37% kwasem fosforowym przez 15 sekund, płukano badaną powierzchnię wodą destylowaną i suszono sprężonym powietrzem. Na jedną próbkę zębiny z każdego zęba nanoszono system wiążący Optibond Solo i po 90 sekundach polimeryzowano według wskazań producenta (grupa I). Natomiast w drugiej próbce odpowiedniego zęba, po takim samym uzdatnieniu, stosowano system wiążący Optibond Solo modyfikowany 1% mleczanem chitozanu – wykonanym w Instytucie Włókien Chemicznych w Łodzi (grupa II) i polimeryzowano jak w grupie I. Następnie obydwa pierścienie składano i na powierzchnię zębiny, poprzez otwór w górnym pierścieniu, nakładano warstwowo materiał złożony Herculite, aż do wypełnienia całego, lekko rozbieżnego ku górze, stożka.
Po 24 godzinach przechowywania tak uzyskanych połączeń w wodzie destylowanej w cieplarce (w celu utrzymywania temperatury 37°C), przeprowadzano zrywanie, przy szybkości przesuwu głowicy 5 mm/min. Następnie ścinano przy użyciu precyzyjnej tokarki ok. 0,25 mm całej powierzchni zębiny i wygładzano papierem ściernym o nasypie 600 – dla ponownego użycia zatopionej próbki zęba. Ostatecznie otrzymano po 39 pomiarów po zastosowaniu systemu Optibond Solo i tyle samo po jego modyfikacji chitozanem. Wytrzymałość wiązań wyrażano w MPa. Wyniki badań poddano analizie statystycznej wykorzystując test t-Studenta w teście dla dwóch średnich z małych prób (przy poziomie istotności <0,05), który został zastosowany po uprzednim sprawdzeniu (za pomocą testu F-Snedecora) założenia o równości wariancji.
Drugą część badań stanowiły obserwacje powierzchni zębiny po zerwaniu połączenia kompozytem w mikroskopie skaningowym Jeol ISM-35C. Użyto do tego celu po 5 zębów z każdej grupy o zbliżonej sile zerwania. Oceny powierzchni zębiny dokonałam w oparciu o pięć kategorii rozerwania wiązań według Kitasako i wsp. (1):
A. Kohezyjne – w obrębie materiału kompozycyjnego.
B. Częściowe adhezyjne – widoczne pozostałości żywicy w kanalikach zębinowych.
C. Całkowite adhezyjne – na granicy żywicy i zębiny.
D. Mieszane adhezyjne i kohezyjne – w zdemineralizowanej zębinie.
E. Kohezyjne – w zdemineralizowanej lub zdrowej zębinie.
WYNIKI BADAŃ I DYSKUSJA
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
24 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
59 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
119 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 28 zł
Piśmiennictwo
1. Kitasako Y. et al.: Effect of resin-coating technique on dentin tensile bond strengths over 3 years. J. Esthet. Restor. Dent. 2002, 14, 2:115-122. 2. Bouillaguet S. et al.: Potential risks for pulpal irritation with con-temporary adhesive restorations: an overview. Acta Med. Dent. Helv. 1996, 1, 11:235-243. 3. Malferrari S. et al.: Resin bonding efficacy of Gluma 2000 to dentine of primary teeth: an in vitro study. Int. J. Paediatric Dent. 1995, 5:73-79. 4. Van Meerbeek B. et al.: Comparative SEM and TEM examination of the ultrastructure of the resin-dentin inter-diffusion zone. J. Dent. Res. 1993, 72, 2:495-501. 5. Ven Meerbeek B. et al.: Correlative transmission electron microscopy examination of nondemineralized and resin-dentin interfaces formed by two dentin adhesive systems. J. Dent. Res. 1996, 75, 3:879-888. 6. Yoshiyama M. et al.: Interfacial morphology and strength of bonds made to superficial versus deep dentin. Am. J. Dent. 1995, 8:297-302. 7. Pashley D.H. et al.: Bond strength versus dentine structure: a modelling approach. Archs. Oral Biol. 1995, 40, 12:1109-1118. 8. Swift E.J. et al.: Wiązanie materiałów kompozytowych ze szkliwem i zębiną: krótka historia oraz aktualne wyniki badań. Quintessence 1996, 5:307-323. 9. Tay F.R. et al.: Micromorphologic relationship of the resin-dentin interface following a total-etch in vivo using a dentinal bonding system. Quintessence Int. 1995, 26, 1:63-70. 10. Dietschi D. et al.: Badania in vitro szczelności brzeżnej i wewnętrznej wypełnień kompozytowych. Quintessence 1995, 2:105-115. 11. Goracci G. et al.: In vivo and in vitro analysis of a bonding agent. Quintessence Int. 1995, 25, 9:627-634. 12. McGuckin R.S. et al.: Bond strengths of dentinal bonding systems to enamel and dentin. Quintessence Int. 1994, 25, 11:791-796. 13. Vadiakas G.P., Oulis C.: A review of dentine-bonding agents and an account of clinical applications in paediatric dentistry. Int. J. Paediatric Dent. 1994, 4, 209-216. 14. Chen K. et al.: Fracture aspects of resin-dentin bonding in non-trimming microtensile test. Dent. Mater. J. 2001, 20, 4:315-24. 15. Okuda M. et al.: Long-term durability of resin dentin interface: nanoleakage vs. microtensile bond strength. Opr. Dent. 2002, 27, 3:289-96. 16. Takahashi A. et al.: In vivo long-term durability of the bond to dentin using two adhesive systems. J. Adhes. Dent. 2002, 4, 2:151-159. 17. Bol´shakov I.N. et al.: Use of liquid sorbents based on chitosan for treatment of diffuse forms of peritonitis. Patol. Fizjol. Eksp. Ter. 1994, 3:49-50. 18. Boryniec S. et al.: Badania niektórych właściwości fizykochemicznych chitozanu. Nowe aspekty w chemii i zastosowaniu chityny i jej pochodnych. Monografia pod redakcją prof. dr hab. H. Struszczyka, wrzesień 1995, 38-55. 19. Malewska-Bartczak M. i wsp.: Włókninowy materiał sanitarno-medyczny z udziałem chitozanu. Wyniki badań medycznych i oceny klinicznej. Nowe aspekty w chemii i zastosowaniu chityny i jej pochodnych. Monografia pod redakcją prof. dr hab. H. Struszczyka, wrzesień 1995, 80-93. 20. Muzzarelli R.A. et al.: Osteoconduction exerted by methylpyrrolidinone chitosan used in dental surgery. Biomaterials 1993, 14, 1:39-43. 21. Linden L.A. et al.: Polymer networks in dentistry. Macromol Symp. 1995, 93:337-350. 22. Linden L.A. et al.: Human dentin as hydrogel. Arch. Oral Biol. 1995, 11:991-1004. 23. Pawłowska E., Wochna-Sobańska M.: Badania nad optymalizacją utrzymania wypełnień i ochroną miazgi zębów dziecięcych. Nowa Stomatologia 1997, 1-2:20-24. 24. Pawłowska E.: Ocena cytotoksyczności primera modyfikowanego chitozanem przy użyciu fibroblastów. Nowa Stomatologia 1998, 4:13-16. 25. Hashimoto M. et al.: In vivo degradation of resin-dentin bonds in humans over 1 to 3 years. J. Dent. Res. 2000, 79, 6:1385-1391. 26. Carvalho R.M. et al.: In vitro study on the dimensional changes of human dentine after demineralization. Arch. Oral Biol. 1996, 41, 4:369-377. 27. Sano H. et al.: Long-term durability of dentin bonds made with a self-etching primer, in vivo. J. Dent. Res. 1999, 78, 4:906-911. 28. Park Y.J. et al.: Platelet derived growth factor releasing chitosan sponge for periodontal bone regeneration. Biomaterials 2000, 21:153-159.