بررسي انتقال حرارتي يك نوع رزين آكريلي گرما پخت مخلوط شده با ذرات اكسيد آلومينيوم (Al2O3)
چکيده
يكي از خصوصيات مهم بيس پروتز، انتقال حرارتي آن است كه نقش مهمي در ترشح غدد بزاقي و آنزيمهاي آن، مزه غذا و هضم آن دارد. پليمرمتيل متاكريلات مورد استفاده در بيس، يك عايق نسبي است. به منظور رفع اين مشكل تاكنون از مواد مختلفي از جمله فيلرهاي فلزي و سراميكي استفاده شده كه هر يك داراي مزايا و معايبي است. اين تحقيق با هدف بررسي اثر Al2O3 بر انتقال حرارتي رزين آكريلي گرماپخت انجام شد؛ بدينمنظور از ذرات اكسيد آلومينيوم (AL2O3) در دو نسبت وزني متفاوت (15% و 20%) در تلفيق با پودر رزين آكريليك گرماپخت استفاده شد. تعداد 18 نمونه استوانهاي شكل از اين پودر در ابعاد 9*9 ميليمتر كه در مركز حاوي سيم ترموكوپل بود، ساخته شد. نمونهها پس از پخت در يك محدوده زماني 10 دقيقهاي در محيط آبي 1±70 درجه سانتيگراد قرار گرفتند و ميزان انتقال حرارتي در گروههاي مختلف شامل گروه شاهد (رزين خالص)، گروه اول (رزين آكريلي به اضافه 15% وزني ذرات اكسيد آلومينيوم) و گروه دوم (رزين آكريلي به اضافه 20% وزني ذرات اكسيد آلومينيوم)، اندازهگيري و مقايسه شد. نتايج حاصل از آناليز واريانس و آزمون دانكن اختلاف معنيداري را بين انتقال حرارتي سه گروه در تمام فواصل زماني (5 ثانيه ابتدايي و 10 ثانيههاي بعدي) نشان داد؛ همچنين نتايج نشان داد كه ميزان انتقال حرارتي در گروههاي اول و دوم بخصوص در ثانيههاي ابتدايي از گروه شاهد بالاتر است. با دستيابي به اين نتيجه ميتوان از اين ماده، جهت افزايش كيفيت حرارتي رزينهاي آكريلي استفاده كرد؛ البته ساير خواص ضروري رزين حاصل نيز بايد مورد بررسي قرار گيرد.
چکيده
يكي از خصوصيات مهم بيس پروتز، انتقال حرارتي آن است كه نقش مهمي در ترشح غدد بزاقي و آنزيمهاي آن، مزه غذا و هضم آن دارد. پليمرمتيل متاكريلات مورد استفاده در بيس، يك عايق نسبي است. به منظور رفع اين مشكل تاكنون از مواد مختلفي از جمله فيلرهاي فلزي و سراميكي استفاده شده كه هر يك داراي مزايا و معايبي است. اين تحقيق با هدف بررسي اثر Al2O3 بر انتقال حرارتي رزين آكريلي گرماپخت انجام شد؛ بدينمنظور از ذرات اكسيد آلومينيوم (AL2O3) در دو نسبت وزني متفاوت (15% و 20%) در تلفيق با پودر رزين آكريليك گرماپخت استفاده شد. تعداد 18 نمونه استوانهاي شكل از اين پودر در ابعاد 9*9 ميليمتر كه در مركز حاوي سيم ترموكوپل بود، ساخته شد. نمونهها پس از پخت در يك محدوده زماني 10 دقيقهاي در محيط آبي 1±70 درجه سانتيگراد قرار گرفتند و ميزان انتقال حرارتي در گروههاي مختلف شامل گروه شاهد (رزين خالص)، گروه اول (رزين آكريلي به اضافه 15% وزني ذرات اكسيد آلومينيوم) و گروه دوم (رزين آكريلي به اضافه 20% وزني ذرات اكسيد آلومينيوم)، اندازهگيري و مقايسه شد. نتايج حاصل از آناليز واريانس و آزمون دانكن اختلاف معنيداري را بين انتقال حرارتي سه گروه در تمام فواصل زماني (5 ثانيه ابتدايي و 10 ثانيههاي بعدي) نشان داد؛ همچنين نتايج نشان داد كه ميزان انتقال حرارتي در گروههاي اول و دوم بخصوص در ثانيههاي ابتدايي از گروه شاهد بالاتر است. با دستيابي به اين نتيجه ميتوان از اين ماده، جهت افزايش كيفيت حرارتي رزينهاي آكريلي استفاده كرد؛ البته ساير خواص ضروري رزين حاصل نيز بايد مورد بررسي قرار گيرد.
مقدمه
سالهاست است كه از رزينهاي آكريلي به عنوان ماده بيس دنچر استفاده ميشود و با وجود كاربرد فراوان به دليل آمادهسازي آسان، وزن سبك و توانايي در انطباق با مخاط زيرين، داراي معايبي نظير استحكام كم و انتقال حرارتي پايين ميباشند (1). هدايت حرارتي پلي متيل متاكريلات حدود w/mk? 2/0 است كه تقريباً 3 بار از فلزات كمتر است (2). انتقال حرارتي مواد غذايي به مخاط زيرين در پاسخهاي گوارشي و در نتيجه در ترشح بزاق و آنزيمهاي بزاقي مؤثر است.
Kappur و Fischer در سال 1981 اعلام نمودند كه انتقال حرارتي مواد بيس پروتز، اثر مهمي در ترشح غده پاروتيد و به نوبه خود در حس چشايي و پاسخهاي گوارشي نسبت به تغييرات حرارتي مواد غذايي سرد و گرم در محيط دهان دارد (3).
ميزان ترشح غده پاروتيد به عنوان يك شاخص در تعيين پاسخهاي گوارشي به حرارتهاي متفاوت مواد غذايي، مورد مطالعه قرار گرفته است (4).
با افزايش حرارت بافت كام، ترشح غده پاروتيد افزايش مييابد. اين تأثير با حضور بيسهاي فلزي آشكار است ولي در بيسهاي آكريلي با افزايش دماي مواد غذايي، ترشح غده پاروتيد افزايش نمييابد (3). با تحريكات گوارشي پاسخ غده پاروتيد در حين حرارتهاي متفاوت بافت كام و دهان زير بيس دنچر بيشتر ميشود (5).
اثر حرارت روي حس چشايي در موش با اندازهگيري ايمپالسهاي عصب كورداتيمپاني و عصب گلوسوفارنژيال در چهار نوع ماده غذايي و در حرارتهاي مختلف، مورد مطالعه قرار گرفته است. بيشترين مقدار پاسخ گوارشي براي كليه غذاها در دمايي حدود حرارت زبان به دست ميآيد و به نظر ميرسد اثر چشايي بعضي از مواد با افزايش يا كاهش دما تغيير ميكند (6).
تاكنون سعي بر اين بوده تا به جاي بيس از مواد مختلفي با انتقال حرارتي بالا در پروتزها استفاده شود. آلومينيوم يكي از فلزاتي است كه ميتواند به طور كلي جايگزين بيس آكريلي شود؛ با اين كه آلومينيوم يك فلز هادي حرارت است، نسبت به رزين آكريلي سختتر و استحكام كششي آن سه برابر بيشتر ميباشد و همچنين تطابق بهتري با مخاط دارد ولي دانسيته بيشتر آن، احتمال تاب برداشتن و عدم امكان ريلاين و همچنين هزينه بالاتر ساخت از جمله معايب آن محسوب ميشود (7).
Sehajpal و Sood در سال 1989 اعلام كردند كه افزودن فيلرهاي فلزي به رزين آكريلي براي افزايش انتقال حرارتي، با معايبي مثل افزايش وزن دنچر، اشكال در ريلاين، سختي انطباق لبههاي دنچر با بردرهاي فيزيولوژيك، كاهش استحكام كششي بيس و افزايش دانسيته و مشكل زيبايي، همراه است (2).
ميزان انتقال حرارتي به نسبت تركيب فيلر با رزين و همچنين شكل ذرات فيلر بستگي دارد. ذرات ميلهاي شكل نقره و آلومينيوم پس از پخش شدن در رزين آكريليك در امتداد هم قرار ميگيرند و انتقال حرارت را بهتر انجام ميدهند؛ درحاليكه ذرات كروي مس به طور جداگانه و اتفاقي در ماتريكس پخش ميشود و انتقال حرارتي را چندان بالا نمي برند (2).
با پيشرفت در توليد سراميكهاي هادي حرارت، مثل اكسيد آلومينيوم، نيتريد سيليكون، نيتريد بور و نيتريد آلومينيوم كه حتي انتقال حرارتي برخي از آنها به فلزات نزديك است، از اين مواد به عنوان فيلر در پودر رزينهاي آكريلي استفاده شد. مزاياي فيلرهاي سراميكي علاوه بر انتقال حرارتي بالا، دانسيته كمتر و رنگ سفيد آنها است كه نماي بيس پروتز را كمتر تحت تأثير قرار ميدهند (5).
Messersmith و همكاران در سال 1998 از ويسكرهاي سراميكي براي افزايش انتقال و انتشار حرارتي رزينها استفاده كردند. آنها از ويسكرهاي AL2O3
(Sapphire) استفاده نمودند و اعلام كردند اين ويسكرها با درصدهاي وزني به كار رفته، انتشار حرارتي رزينهاي آكريلي را افزايش ميدهند؛ البته احتمال تغيير ساير خواص فيزيكي از جمله استحكام آنها مطرح است. در مطالعه آنها اين سراميك باعث افزايش استحكام عرضي رزين گرديد
(5).
(Sapphire) استفاده نمودند و اعلام كردند اين ويسكرها با درصدهاي وزني به كار رفته، انتشار حرارتي رزينهاي آكريلي را افزايش ميدهند؛ البته احتمال تغيير ساير خواص فيزيكي از جمله استحكام آنها مطرح است. در مطالعه آنها اين سراميك باعث افزايش استحكام عرضي رزين گرديد
(5).
Grant و Greener در سال 1967 اعلام كردند كه پس از تلفيق نسبتهاي وزني پايين اكسيد آلومينيوم با رزين آكريلي، استحكام بيس تا حدودي افزايش مييابد (8).
طي مطالعهاي نمونههاي آكريلي تقويتشده با فيبرهاي شيشه، آراميد و نايلون نسبت به نمونه خالص، استحكام خمشي بالاتري را نشان داد (9).
افزودن فيبرهاي كربن، نايلون، پلي اتيلن طي تحقيقات متعدد و متفاوتي بر بهبود استحكام خمشي و عرضي رزينهاي آكريلي مؤثر بوده است (10).
جهت تقويت رزينهاي كامپوزيتي نيز از مواد مختلفي از جمله فيلرهاي شيشه، استفاده شده است كه به دليل ترد بودن شيشه، استحكام كامپوزيت چندان افزايش نمييافت. طي تحقيقي از ويسكرهاي تككريستالي نيتريد سيليكون براي تقويت كامپوزيت رزينها استفاده شد كه سطح اين ويسكرها با سيلكاگلاس اصلاحسازي شده بود كه در نتيجه استحكام، چقرمگي و مقاومت به آسيبهاي رزين به شدت افزايش يافت (11).
اين تحقيق با هدف تعيين اثر افزودن اكسيد آلومينيوم در دو درصد وزني 15 و 20% بر ميزان انتقال حرارتي رزين اكريلي گرماپخت انجام گرديد.