iadr 6.2011

השפעת חימום באמצעות מנורות הקשיה השפעת חימום באמצעות מנורות הקשיה על התכונות המכאניות על התכונות המכאניות

של שחזורים על בסיס זכוכית יונומריתשל שחזורים על בסיס זכוכית יונומרית

דר' שרון מרקו-כהן, פרופ' אריאל בן-עמר, דר' שלמה מטלון, פרופ' רפי פילוהמחלקה לשיקום הפההמחלקה לשיקום הפהאוניברסיטת תל-אביבאוניברסיטת תל-אביב

Glass-Ionomer Cements (GICs)Glass-Ionomer Cements (GICs)

-ע"י 1971הוצגו לראשונה ב Wilson-ו Kent

קבוצת חומרים המבוססת על תגובה כימית של

. חומצה פוליאקרילית חומצה פוליאקריליתאבקת זכוכית סיליקה אבקת זכוכית סיליקה


Setting reactionתהליך ההתקשות –

, הכוללת שני שלבים:תגובת חומצה-בסיסזוהי הדקות הראשונות שלאחר הערבוב. 10- מתרחש ב-השלב ההתחלתי . 1 עם ערבוב האבקה עם הנוזל – יוניH+ -שמקורם בקבוצות הCOOH של החומצה הפוליאלקנואית

תוקפים את פני חלקיקי הזכוכית. .בשלב זה החומר מאוד רגיש למים


Setting reactionתהליך ההתקשות –

- איטי וארוך, השלב השני .2

מתרחש בשל ההמסה החלקית של השכבה החיצונית של חלקיקי הזכוכית, שהופכת

למעטה ג'לי, שממנו קטיוני סידן, אלומיניום, נתרן ופלואוריד דולפים לתוך הסביבה המימית. -שרשראות החומצה הפוליאלקנואית, דרך קבוצות הCOO - עוברות קשרי צילוב ע"י יוני ,

השעות הבאות. 24הסידן, המשוחלפים ביוני אלומיניום במהלך


תהליך המטורציה

במשך הזמן עם המים, המשמשים הידרציה תהליך בו שכבת קשרי הצילוב עוברת בערבוב.

חלקיקי הזכוכית שלא הגיבו עוברים ציפוי ע"י ג'ל הסיליקה, הנוצר במהלך הסרתהקטיונים מפני שטח החלקיקים.



.ריאקצית יצירת קישרי הצילוב הינה איטית ואורכת זמן, עד שהצמנט עובר הבשלה מלאה

.יש עליה בתכונות המכאניות של החומר, אך החומר רגיש לדהידרציה



הצמנט המתקשה מורכב מצברים של חלקיקי אבקה שלא הגיבו, המוקפים בג'לסיליקה ליצירת מטריקס אמורפי של מלחי אלומיניום וסידן.

במהלך תהליך המטורציה החומר פגיע בפני גורמים חיצוניים כמו מים ורוק, הממיסיםאותו.


. Setting reactionתהליך ההתקשות –

ע"י:GICניתן להשפיע על תהליך התקשות של


המנגנונים שמסבירים את ההשפעה של עלית הטמפרטורה הם:

. תוספת של אנרגיה קינטית המזרזת את הריאקציה.1

. עלית הטמפ' מאדה את הנוזל, דבר המשנה את יחס אבקה/נוזל, וגורם לעליה בחוזק 2החומר.


אופן העלאת הטמפרטורה:

בפה ניתן להעלות טמפרטורה באופן מבוקר בעזרת מנורות הקשיה.

מטרת המחקר:מטרת המחקר:

שיטות וחומרים:שיטות וחומרים:

הבאים:GICהשתמשנו בחומרי KetacTM Molar AplicapTM (3M-ESPE, Seefeld, Germany) - קפסולות - regular set GC Fuji IX GP (GC Europe, Leuven, Belgium) קפסולות –regular set Riva self cure (SDI Ltd.,Bayswater, Australia) קפסולות –regular set Ionofil® Molar AC (Voco, Cuxhaven, Germany) – קפסולות – regular set .


הקפסולות עורבבו עפ"י הוראות היצרן

12 למשך RotoMix (3M-ESPE)בעזרת

שניות.

שיטות וחומרים:שיטות וחומרים:לצורך בדיקת התכונות הפיזיקאליות, הוכנו דיסקיות של כל חומר בתבניות טפלון, שאל

תוכן הוזרק החומר. כל חומר חולק לשלוש תת קבוצות :


עוצמת האור נבדקה ע"י רדיומטר

)Demetron Research Corp., Danbury, CT, USA (Demetron 100.


התכונות הפיזיקאליות של כל חומר נבדקו לאחר -

KetacTM Molar

GC Fuji IX GPRiva self cureIonofil® Molar

A


Quartz-Tungsten-Halogen (QTH)מנורת

מנורה עם פילמנט טונגסטן, שמורכב בתוך שפופרת קוורץ, ובתוכה גז מקבוצת

ההלוגן. חימום הפילמנט יוצר אור, תוך המרה של אנרגיה חשמלית לאנרגיה תרמית

. 380-2000nmוממנה לאנרגיה אלקטרומגנטית, בצורת אור לבן באורך גל

,מנורות אילו מפיקות חום במהלך ההארה, התלוי בעוצמת האור, במשך ההארה

ובתקינות הפילטרים השונים במנורה


LED (Light Emitting Diode)מנורת מנורה ללא פילמנט ובעלת פליטת חום נמוכה יותר ממנורת ההלוגן. •מופעלת ע"י תנועת אלקטרונים במוליך למחצה, הדיודה,שמורכב משבב סיליקוני בעל •

, שמחובר לשבב סיליקוני בעל מטען חשמלי N TYPEמטען חשמלי שלילי, מסוג

. P TYPEחיובי, מסוג בעת חיבור מתח לדיודה, האלקטרונים העודפים נעים, ובכניסתם לדרגת אנרגיה •

נמוכה יותר, הם פולטים מנות אנרגיה בצורת אור.


לחות - אוחסנו בתוך כלי מרושת סגור עם מים 100%הדגימות נשמרו בתנאי

. 37C של Tuttnauer(בתחתיתו באינקובציה ( .במבחן הקשיות הדוגמיות אוחסנו בתוך התבנית . במבחן הלחיצה והמתיחה הן הוצאו מהתבנית לאחר ההקשיה העצמית דגימות. 15כל תת קבוצה הכילה 2160סה"כ במחקר=N ) 4 טיפולים* 3 מבחנים* 3 חומרים* 4 דגימות* 15 דגימות

זמנים).

שיטות וחומרים:שיטות וחומרים:הבדיקות המכאניות שבוצעו הן:

KHN KHN – – Surface hardness Surface hardness קשיות - קשיות - 1.1.

Compressive strengthCompressive strengthחוזק ללחיצה – חוזק ללחיצה – 2.2.

Diametral tensile strengthDiametral tensile strengthחוזק למתיחה דיאמטראלי - חוזק למתיחה דיאמטראלי - 3.3.


KHN KHN - - Surface hardness Surface hardness קשיות - קשיות - מ"מ 3+0.1החומר הוזרק לקדחים, בתבניות טפלון בקוטר של

מ"מ.2.5ובעובי פני השטח כוסו ונלחצו קלות משני הצדדים ע"י מטריצות

מיילר שקופות וזכוכית נושאת.


KHN KHN - - Surface hardness Surface hardness קשיות - קשיות - ההקשיה בעזרת המנורות (בקבוצות המתאימות) בוצעה ע"י

הצמדת המנורה לרצועת המיילר העליונה בדוגמית, תוך הסתרת הדוגמיות האחרות.


KHN KHN - - Surface hardness Surface hardness קשיות - קשיות - אחרי תקופת האינקובציה המתאימה בוצע מבחן הקשיות

באמצעות מכשיר

) Micro Hardness Tester (DMH2, Matsuzawa SEIKO CO. LTD ,Tokyo, Japan .


KHN KHN - - Surface hardness Surface hardness קשיות - קשיות - נוקר לבדיקת KNOOP עשוי יהלום יצר

אינדנטציות בצורת מעוין בכל דגימה.


KHN KHN - - Surface hardness Surface hardness קשיות - קשיות - שניות. 10 גר' למשך 200הפרמטרים של הבדיקה: עומס של .נמדד אורך האלכסון הארוך אינדנטציות באזורים אקראיים וחושב הממוצע. 2בכל דגימה בוצעו -בוצעה מדידה של אינדנטציה שלישית, 10%אם ההבדל בין המדידות היה גדול מ ,

וחושב הממוצע של שלושתם.


Compressive strengthCompressive strengthחוזק ללחיצה – חוזק ללחיצה –

החומר הוזרק לקדחים, ופני השטח כוסו ונלחצו קלות משניהצדדים ע"י מטריצות מיילר שקופות וזכוכית נושאת.

ההקשיה בעזרת המנורות (בקבוצות המתאימות) בוצעה כפישפורטה לעיל, תוך הסתרת הדוגמיות האחרות.

אינקובציה


Compressive strengthCompressive strengthחוזק ללחיצה – חוזק ללחיצה – .לאחר תקופת האינקובציה המתאימה בוצע מבחן חוזק ללחיצה קיימת חשיבות למימדי הגליל עקב אופי המתחים הנוצרים בו כשמופעל הכוח

האקסיאלי. .כדי ששקול הכוחות יצור כוח ללחיצה, חשוב שאורך הגליל יהא כפול מקוטרו


Compressive strengthCompressive strengthחוזק ללחיצה – חוזק ללחיצה – הדגימות הונחו על הפלטה התחתונה של מכונת ההעמסה

)Instron 4502, High Wycombe, Buckinghamshire,UK( ,


Compressive strengthCompressive strengthחוזק ללחיצה – חוזק ללחיצה – הופעל עליהן כוח אקסיאלי מתגבר במהירות ראש של

0.5mm/min .עד שבירתן בעומס. 25%שבירה הוגדרה כנפילה של


Compressive strengthCompressive strengthחוזק ללחיצה – חוזק ללחיצה – .התהליך כולו נרשם על גבי המחשב ע"י תוכנת איסוף נתונים של מכונת ההעמסה:החוזק ללחיצה חושב ע"י העברת הנתונים לגיליונות אקסל ע"פ הנוסחא הבאה

Compressive strengthCompressive strength== P/ P/ππR²R²

=רדיוס הדגימה. R= עומס בכשל, Pכש:


Diametral tensile strengthDiametral tensile strengthחוזק למתיחה - חוזק למתיחה - ) מ"מ זה 16 קדחים במרחק 3 ס"מ, בהן בוצעו 4+0.1בקוטר הדגימות נוצרו בתוך תבניות טפלון

מ"מ.)6 מ"מ ובעובי 6מזה בקוטר -מ"מ. 3לתוך הקדח הוכנסה מצד אחד בוכנה, שהקטינה את עובי הדגימה ל (בצד השני – הבוכנה) החומר הוזרק לקדחים, ופני השטח כוסו ונלחצו קלות מצד אחד

ע"י מטריצות מיילר שקופות וזכוכית.


Diametral tensile strengthDiametral tensile strengthחוזק למתיחה - חוזק למתיחה - ההקשיה בעזרת המנורות (בקבוצות המתאימות) בוצעה כפי שפורטה

לעיל תוך הסתרת הדוגמיות האחרות. 37אינקובציה שלC .


Diametral tensile strengthDiametral tensile strengthחוזק למתיחה - חוזק למתיחה - אחרי תקופת האינקובציה המתאימה, הדגימות הונחו על

גבי הפלטה התחתונה של מכונת ההעמסה כשהחלק הצר של הדגימה פונה לפלטה העליונה של מכונת ההעמסה.

מתח


Diametral tensile strengthDiametral tensile strengthחוזק למתיחה - חוזק למתיחה - על הדגימות הופעל כוח אקסיאלי כעומס ללחיצה ע"ג צד

עד לשבירתן. mm/min0.5הדיסקית במהירות ראש של - הכוח ללחיצה הורטיקלי לאורך צד הדיסקית יוצר מתיחה

tensile stress המאונכת למישור הורטיקלי, העובר דרך ,מרכז הדיסקית.

מתח

מתח

כוח למתיחה דיאמטראלי


Diametral tensile strengthDiametral tensile strengthחוזק למתיחה - חוזק למתיחה - השבר מתרחש לאורך המישור הורטיקאלי-כך הtensile stress פרופורציונאלי ישירות לעומס

ללחיצה המופעל.

מתח


Diametral tensile strengthDiametral tensile strengthחוזק למתיחה - חוזק למתיחה - בעומס. 25%שבירה הוגדרה כנפילה של :חוזק דיאמטרלי למתיחה חושב ע"י הנוסחא הבאה

DTS= 2P/πDT

= עובי הדגימהT= קוטר הדגימה, D=עומס בכשל, P. כש:

מתח

P

שיטות וחומרים:שיטות וחומרים:שיטות סטטיסטיות

- 3בכל אחת מהבדיקות בוצע מבחן שונות תלת כיווני Way ANOVA.

המשתנה התלוי: קושי, חוזק ללחיצה, חוזק למתיחה דיאמטרלי.

המשתנה הבלתי תלוי: סוג החומר, סוג הטיפול, זמן. – 2עבור כל חומר בכל בדיקה בוצע מבחן שונות דו-כיווני Way ANOVA ומבחן ,

.Tukeyהמשך של השוואות מרובות ע"ש

תוצאות ודיון:תוצאות ודיון:

:טיפול תרמי על-ידי מנורות הקשיה גורם) לעליה בערכי הקשיות P<0.001) ובערכי החוזק ללחיצה (P=0.008 ,() אולם לא משפר את ערכי החוזק למתיחה הדיאמטרליP=0.747.(

לערך בלבד6.5-7.0%שיעור העלייה בתכונות המכאניות (משוכלל על פני שבוע) הוא


זמן Xהאינטראקציה של טיפול

)P<0.001 תכונת קשיות ) לגבי

מעידה שההשפעה פני השטחשל

הטיפול לא מתפרשת על פני כל

השבוע.

RIVA

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

DAY 1 DAY 2 DAY 4 DAY 7

TIME

FUJI 9

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90


IONOFIL

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90


KH

N

CONTROL

LEDQTH

KETAC MOLAR

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

DAY 1 DAY 2 DAY 4 DAY 7TIME

KH

N


עיקר השפעת הטיפולהתרמי מתבטאת לאחר

+)32.3%(כחצי שעה

שעות 72 שעות, 24 לאחר ושבוע, ההשפעה הינה קטנה

+).2-2.9%(ביותר

RIVA

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90


TIME

FUJI 9

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90


IONOFIL

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90


KH

N

CONTROL

LEDQTH

KETAC MOLAR

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90


KH

N


ההשפעה של מנורות ההקשיה על

היא בשיעור של:החוזק ללחיצה 24.8%לאחר כחצי שעה + שעות 72 שעות, 24 לאחר

ושבוע ההשפעה היא בשיעור 0.3-7.4%.+

RIVA

0

50

100

150

200

250

300


TIME

FUJI 9

0

50

100

150

200

250

300

DAY 1 DAY 2 DAY 4DAY 7TIME

KETAC-MOLAR

0

50

100

150

200

250

300


TIME

MP

a

CONTROL

LEDQTH

IONOFIL

0

50

100

150

200

250

300


MP

a


הטיפול התרמי בעזרת מנורות ההקשיה: לא משפר את התכונות המכאניות של החומרים הנבדקים בתום הריאקציה הכימית

(שבוע), .משנה את הקינטיקה של הריאקציה - חלק גדול יותר ממנה מתרחש בחצי שעה הראשונה

h24לעובדה זו יכולה להיות משמעות בעמידות השחזור בעומס התפקודי המוקדם (ב-הראשונות).


-השעות הראשונות לאחר התקשות 24השפעת הטיפול במנורות חשובה בעיקר ב החומר, בשלב המטורציה, שבו החומר פגיע יותר, בשל ריאקצית יצירת קשרי הצילוב

שעות. 24האורכת כ-


בתוך כל חומר מראים: מבחני שונות דו כיווניים

שהטיפול התרמי במנורות ההקשיה משפיע בצורה מובהקת לגבי כל החומרים במבחן

הקשיות

אולם משפיע רק עלFuji IX במבחן הלחיצה

ומשפיע מעט עלIonofil Molar .במבחן המתיחה הדיאמטרלי


משפיע על:הטיפול התרמי במנורות ההקשיה

, תכונת הקשיות חוזק ללחיצה חוזק למתיחה דיאמטרלי

עליית הטמפרטורה לא מתפרשת בצורה שווה על פני כל החומר הנבדק, אלא משפיעה

ומתפרשת בעיקר בפני השטח שלו.


קשיות היא תכונת פני שטח מובהקת, המייצגת את התנגדות פני השטח לדפורמציה

קבועה. חוזק ללחיצה מיצג מצב מאמצים משולב, בו קיימים מאמצי גזירה בכל אחד

מקצוות הגליל, ומאמצי מתיחה בחלקו המרכזי


,ההשפעה של החימום במקרה זה מוגבלת לעלייה בהתנגדות לגזירה בקצה הגליל

אולם היא לא משפיעה על ההתנגדות למאמצי מתיחה במרכזו, ולכן ההשפעה

הכללית הינה מוגבלת.


במבחן חוזק למתיחה דיאמטרלי, מאמצי הלחיצה המופעלים על הדגימה, מתורגמים

למאמצי מתיחה, המתפרשים על פני כל שטח החתך שלו.

בהנחה שהעלייה בטמפרטורה מוגבלת לפני השטח בלבד, ההשפעה על החוזק

למתיחה תהיה זניחה, כפי שנמצא בעבודה הנוכחית.

סיכום:סיכום:

,מבחינת החומרים - רוב השינויים בטיפול במנורות לעומת קבוצת הביקורת

מתרחשים במבחן הקשיות, פחות במבחן חוזק ללחיצה ופחות בחוזק למתיחה

דיאמטרלי.

מסקנות:מסקנות:

משפיעות על הפרמטרים הפיזיקליים בפני השטח של חומרים LED ו-QTHמנורות .1

, ולכן בעיקר על הקשיות, מעט פחות על החוזק Glass Ionomer Cementsמסוג

ללחיצה.

המנורות כמעט ולא משפיעות על החוזק למתיחה הדיאמטרלי..2

השעות הראשונות לאחר התקשות החומר.24השפעת המנורות גדולה בעיקר ב-.3

iadr 6.2011

Health & Medicine