Niniejszy protokół ma na celu ocenę wpływu protokołów obróbki powierzchni, wyboru cementu lutującego oraz termocyklowania na wytrzymałość wiązań szarpaniowych między PEEK a pośrednią żywicą kompozytową.
Artykuł metodologiczny
Niniejszy protokół ma na celu ocenę wpływu protokołów obróbki powierzchni, wyboru cementu lutującego oraz termocyklowania na wytrzymałość wiązań szarpaniowych między PEEK a pośrednią żywicą kompozytową.
Polyetereteroketon (PEEK) zyskuje coraz większą uwagę jako biomateriał w protetyce; jednakże, osiągnięcie trwałej adhezji do materiałów kompozytowych do wykańczania pozostaje głównym wyzwaniem z powodu jego chemicznie obojętnej struktury. To badanie prezentuje i waliduje zstandaryzowany, powtarzalny protokół oceny wytrzymałości ścinającej (SBS) między PEEK a pośrednim żywicą kompozytową w różnych warunkach obróbki powierzchni, cementów lutingowych i termocyklu. Łącznie 240 krążków PEEK zostało podzielonych na cztery grupy zgodnie z obróbką powierzchni: bez obróbki powierzchni, piaskowaniu strumieniowym, trawieniem kwasem siarkowym i naświetlaniem laserem. Morfologia powierzchni została przeanalizowana za pomocą mikroskopii sił atomowych. Każda grupa została następnie podzielona według użytego cementu lutingowego (cementu na bazie tlenku cynku bez eugenolu lub samoprzylepnego cementu żywicowego; n = 30), a następnie podzielona na grupy termocylizowane i nietermocylizowane (n = 15). Wytrzymałość ścinającą mierzyło się za pomocą uniwersalnej maszyny testującej, a tryby uszkodzeń analizowano pod stereomikroskopem. Wśród wszystkich grup eksperymentalnych, próbki lutowe z samoprzylepnym cementem żywicowym i niepoddane termocyklowi wykazały najwyższe wartości SBS (25,134 ± 1,665 MPa), podczas gdy próbki lutowe z cementem na bazie tlenku cynku bez eugenolu i poddane termocyklowi wykazały najniższe wartości SBS (1,958 ± 0,345 MPa). Dla wszystkich protokołów obróbki powierzchni wartości SBS były znacząco wyższe w próbkach lutowane z samoprzylepnym cementem żywicowym w porównaniu z cementem na bazie tlenku cynku bez eugenolu (p < 0,001). Termocykl znacząco zmniejszał wartości SBS we wszystkich grupach (p < 0,001). Ten protokół podkreśla krytyczne kroki proceduralne, w tym wybór obróbki powierzchni i typu cementu, które znacząco wpływają na wyniki wiązania. Zstandaryzowany przepływ pracy i wizualna demonstracja kluczowych kroków zapewniają powtarzalną ramę do oceny wiązania PEEK-żywica kompozytowa.
Polyetheretherketone (PEEK) stało się obiecującym polimerem o wysokiej wydajności w protetyce stomatologicznej ze względu na swoje korzystne właściwości mechaniczne, stabilność chemiczną, niską gęstość i kolor zbliżony do kolorów zębów1,2,3. W porównaniu z konwencjonalnymi materiałami, takimi jak tytan, PEEK oferuje zalety, w tym łatwość modyfikacji na miejscu i mniejsze kompromisy estetyczne4. Jednak mimo tych zalet, jego zastosowanie kliniczne jest ograniczone przez jego chemicznie obojętną strukturę i niską energię powierzchni, które powodują słabe przyleganie do materiałów na bazie żywicy5,6.
Poprzednie badania wykazały, że niepoddane obróbce powierzchnie PEEK wykazują niewystarczające wiązanie z żywicami kompozytowymi, co sprawia, że modyfikacja powierzchni jest kluczowy krok dla osiągnięcia klinicznie akceptowalnego wiązania6,7. Zaproponowano różne strategie obróbki powierzchni, aby przezwyciężyć tę ograniczność, w tym trawienie kwasem siarkowym8,9,10,11,12,13,14, ścieranie cząstkami unoszonymi w powietrzu z tlenkiem glinu6,8,9,10,11,12,13,14,15,16, powłoka z krzemianu tribochemialnego8,15,16,17,18,19, obróbka plazmowa9,20,21,22 oraz naświetlanie laserowe6,23,24,25,26,27. Jednak skuteczność tych podejść różni się znacznie w zależności od parametrów protokołu i użytych materiałów, co skutkuje nierównomiernymi wynikami wiązania w poszczególnych badaniach17.
Oprócz obróbki powierzchni, rodzaj cementu lutującego odgrywa kluczową rolę w określaniu siły wiązania. Tymczasowe cementy, takie jak preparaty z tlenku cynku i nieeugenolu, są powszechnie używane do tymczasowych rekonstrukcji, podczas gdy samoprzylepne cementy żywiczne zapewniają silniejsze wiązanie poprzez mikromechaniczne i potencjalne interakcje chemiczne24. Co więcej, termocykling jest szeroko stosowany do symulacji wahań temperatury w jamie ustnej i oceny trwałości połączonego interfejsu w czasie6,17,25. Te zmienne—obróbka powierzchni, rodzaj cementu i starzenie termiczne—były badane indywidualnie; jednak ich połączone efekty są często oceniane za pomocą niejednorodnych metodologii11.
Mimo rosnącej literatury na temat wiązania PEEK11, obecnie nie ma znormalizowanego, powtarzalnego protokołu eksperymentalnego, który integruje obróbkę powierzchni, luterowanie i termocykling w jednolity przepływ pracy. Różnice w przygotowaniu próbek, parametrach modyfikacji powierzchni, procedurach nakładania cementu i protokołach starzenia ograniczają porównywalność wyników i zmniejszają powtarzalność w badaniach. Ponadto brak wizualnej demonstracji krytycznych etapów proceduralnych dodatkowo przyczynia się do zmienności wyników eksperymentalnych. Dlatego celem niniejszego badania jest przedstawienie i walidacja znormalizowanego protokołu eksperymentalnego do oceny wiązania PEEK-kompozytowego w kontrolowanych warunkach obróbki powierzchni, luterowania i termocyklingu. Hipotezą zerującą tego badania jest, że metody obróbki powierzchni, rodzaje cementów lutujących i procedury termocyklingu nie mają istotnego wpływu na siłę wiązania ścinającego między PEEK a materiałami kompozytowymi pośrednimi.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ten in vitro. protokół jest zgodny z wytycznymi instytucjonalnymi dotyczącymi badań laboratoryjnych w dziedzinie stomatologii. Zatwierdzenia etycznego nie wymagano, ponieważ nie było zaangażowanych ludzkich uczestników ani tkanek zwierzęcych. Wszystkie materiały użyte w tym badaniu są opisane w Tabeli materiałów.
1. Przygotowanie próbek PEEK
2. Obróbka powierzchni PEEK
UWAGA: Obsługuj kwas siarkowy w komorze chemicznej, zakładając odpowiednie urządzenia ochrony osobistej28.
3. Analiza powierzchni za pomocą mikroskopii sił atomowych
4. Przygotowanie pośrednich próbek kompozytowych
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Niniejszy protokół umożliwia powtarzalną ocenę wpływu obróbki powierzchni, rodzaju cementu lutującego oraz termocyklingu na wytrzymałość wiązania między polieteroeteroketonem (PEEK) a pośrednią żywicą kompozytową. AFM ujawnił wyraźne różnice w topografii powierzchni w zależności od zastosowanej obróbki powierzchniowej (Tabela 1). Nieobrobione próbki PEEK wykazywały stosunkowo gładkie i jednorodne powierzchnie z minimalnymi nieregularnościami. Próbki piaskowane wykazały zwiększoną chropowzość powierzchni ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Niniejsze badanie wprowadziło standaryzowany in vitro. protokół oceny łącznych efektów protokołów obróbki powierzchni, wyboru cementu lutującego oraz termocyklingu na wytrzymałość wiązań stycznych między polieteroketonem (PEEK) a materiałem kompozytowym pośrednim. Wyniki wykazały, że zmienne te znacząco wpływały na wyniki wiązania, co oznacza odrzucenie hipotezy zerowej. Obróbka powierzchni stanowi kluczowy element protokołu. Zgodnie z poprzednimi badaniami, piaskowanie za pomocą cząstek tlenku glinu dało najwyż...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie deklarują żadnych konfliktów interesów.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Polyetheretherketone (PEEK) rods | Mitsubishi Chemical Group (MCAM) | KETRON® CLASSIX LSG PEEK (white) | Używane do wytwarzania próbek o kształcie dysku |
| Precision cutting device | Buehler | IsoMet 1000 | Używane do przecinania prętów PEEK na standaryzowane dyski |
| Polishing device | Buehler | Phoenix Beta | Używane do standaryzowanego polerowania powierzchni |
| Silicon carbide abrasive paper (600-grit) | 3M | 01993 (Wetordry™ Sandpaper Sheet, 600 grit) | Używane pod chłodzeniem wodnym do polerowania powierzchni |
| Ultrasonic cleaner | Tecno-Gaz | Astra S | Używane do czyszczenia próbek |
| Aluminum oxide particles (110 µm) | — | — | Używane do ścierania cząstek w powietrzu |
| Sandblasting unit | Danville Engineering | MicroEtcher ERC | Używane do zgrubnego obróbki powierzchni |
| Sulfuric acid (98%) | Sigma-Aldrich (Merck) | 258105 | OSTROŻNIE: Źródło korozji; obsługa z odpowiednią ochroną osobistą |
| Er:YAG laser system | Hoya ConBio | — | Używane do leczenia laserowego powierzchni PEEK |
| Atomic force microscope | Quesant Instrument Corporation, USA | — | Używane do analizy topografii powierzchni |
| Indirect composite resin | GC Corporation | Gradia Indirect | Używane do wytwarzania dysków kompozytowych |
| Zinc oxide non-eugenol cement | Kerr | TempBond NE | Tymczasowy cement lutujący |
| Self-adhesive resin cement | 3M ESPE | RelyX U200 Automix | Cemet lutujący na żywicy |
| Light-curing unit | Kerr | Optilux | Używane do polimeryzacji cementu żywicowego |
| Thermocycler | Salubris Technica | Dentester | Używane do sztucznego starzenia |
| Self-curing acrylic resin | Bayer Dental Ltd. | Meliodent | Używane do osadzania próbek |
| Universal testing machine | Instron | 3345 | Używane do testowania wytrzymałości skrętnej |
| Stereomicroscope | Nikon | SMZ 800 | Używane do analizy trybu awarii |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie