سنتز نانو کامپوزيت آمالگام / تيتانيا به منظور بهبود خواص آمالگام دنداني

STUDENT

DEGREE

YEAR

Dental amalgam is one of the most widely used dental fillings and it has been used since 180 years ago. Since then, many research has been continued to improve the properties. Most of these investigations is about corrosion behavior of dental amalgam in different situations. The aim of this study was preparation of amalgam/titania nanocomposite via adding nanoparticles of titania to amalgam alloy powder to improve some properties. Diferrent weight percents of nanoparticles of titnia were added to the amalgam alloy powder and amalgam/titania nanocomposites were produced. For improving antibacterial properties of dental amalgam, silver-doped titania nanoparticles were synthesized and were added to amalgam alloy powder. XRD, SEM , EDS , TEM , CCS techniques, potensiodynamic corrosion and immersion corrosion tests were employed. Agar dilution was used for Ag-doped titania nanoparticles and spectrophotometery was applied for dental amalgam which contain Ag-doped titania nanoparicles to evaluating antibacterial properties. Phase structure evaluation showed that no new phase is developed. In the amalgam/titania nanocomposites. SEM micrographs and EDS analysis indicated the present of titania on the surfaces of phases of dental amalgam. Large pores could be identified by adding 2 and 3 wt% nanoparticles of titania, reducing compressive strength and corrosion resistance. Compressive strength tests indicated that the 1 wt% of nanoparticles of titania in the dental amalgam increased compressive strength about 20 MPa while it decresed for amalgam/titania nanocomposites contain 2 and 3 wt% nanoparticles of titania. Also, potensiodynamic corrosion tests showed a little change in the current corrosio density by adding 1wt% nanoparticles of titania but in the more than 1 wt%, it decresed strongly. So, the best result was observed about amalgam/titania nanocomposite by 1 wt% nanoparticles of titania. The immersion tests were performed 2 hours after fabrication of the samples in the artificial saliva at 37±1 ?C to determined the released mercury. Releasing of mercury at early hours is a disadvantage of dental amalgam. Reduction of released by adding nanoparticles of titania was a promising result. Phase structure evaluation showed anatase phase of TiO 2 in all Ag- dopped titania nanoparticles and scherrer's equation indicated crystallite size of 24±4 nanometer. TEM showed spherical shapes of Ag-doped titania nanoparticles and indicated that titania and silver particles are 30±5 and 15±3 nanometers, respectively. Agar dilution showed increasing the antibacterial properties by doping silver on the surfaces of nanoparticles of titania. Minimum Inhibiton Concentration (MIC) of 3 mg/ml for all nanopowders could inhibited bacteria growth. The spectrophotometery results of different compositions of dental amalgam contain Ag-doped titania nanoparicles indicated, decreasing of optical density and bacteria growth for Ag-doped titania nanoparticles. Keyword : Dental amalgam, titania, Ag-doped titania, antibacterial properties, corrosion.

چکيده آمالگام دنداني يکي از پرمصرف‌ترين مواد پرکردني دنداني مي‌باشد و بيش از 180 سال است که استفاده مي‌شود. از زمان پيدايش آمالگام دنداني تحقيقات بر روي آن به منظور بهبود خواص ادامه داشته است. هدف از انجام اين پروژه بررسي اثر افزودن تيتانيا جهت بهبود خواص آمالگام دنداني مي‌باشد. درصدهاي مختلف نانوذرات تيتانيا به آمالگام‌ دنداني اضافه شد و نانوکامپوزيت‌هاي آمالگام/ تيتانيا با درصدهاي مختلف افزودني ساخته شد. همچنين به منظور بهبود خاصيت ضدباکتريايي آمالگام دنداني، نانوذرات تيتانيا دوپ شده با نقره سنتز شده و به آمالگام دنداني اضافه گرديد. به منظور ارزيابي نانوذرات تيتانيا دوپ شده با نقره و نانوکامپوزيت‌هاي آمالگام/ تيتانيا با درصدهاي مختلف تيتانيا از تکنيک پراش پرتو ايکس(XRD)، ميکروسکوپ الکتروني روبشي(SEM) به همراه سيستم آناليز تفکيک انرژي پرتوي ايکس(EDS)، ميکروسکوپ الکتروني عبوري(TEM)، آزمون پلاريزاسيون پتانسيوديناميک و آزمون غوطه‌وري استفاده گرديد و استحکام فشاري نانوکامپوزيت‌هاي ساخته شده نيز اندازه‌گيري شد. درنهايت خاصيت ضدباکتريايي نانوپودرهاي سنتز شده و نيز نانوکامپوزيت‌هاي آمالگام حاوي نانوذرات تيتانيا دوپ شده با نقره، به ترتيب با روش‌هاي آگار دايلوشن و اسپکتروسکوپي غلظت‌سنجي باکتري مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج پراش پرتو ايکس براي نانوکامپوزيت‌هاي آمالگام/ تيتانيا نشان داد که در اثر افزودن نانوذرات تيتانيا فاز جديدي ايجاد نشده و فازهاي موجود در نانوکامپوزيت‌ها و آمالگام دنداني يکسان مي‌باشند. تصاوير ميکروسکوپي الکتروني و نيز نتايج آناليز تفکيک انرژي پرتوي ايکس، حضور نانوذرات تيتانيا بر روي سطح فازهاي مختلف آمالگام دنداني را تاييد نمود. همچنين حضور حفرات بزرگ در کنار ذرات آلياژ اوليه در نانوکامپوزيت‌هاي حاوي 2 و 3 درصد وزني افزودني در تصاوير ميکروسکوپي الکتروني روبشي مشهود بود. اين افزايش ميزان تخلخل و حضور حفرات بزرگ در کنار ذرات آلياژ اوليه باعث تضعيف خواص آمالگام دنداني شده به طوري که کاهش استحکام و افزايش خوردگي را به دنبال داشت. بر اين اساس نانوکامپوزيت آمالگام/تيتانيا با يک درصد وزني افزودني به عنوان نمونه بهينه تعيين گرديد. آزمون‌هاي غوطه‌وري براي نانوکامپوزيت‌هاي مختلف دو ساعت بعد از ساخت نمونه‌ها و با قرار گيري در محلول بزاق مصنوعي به مدت 2 ساعت (در دماي 37 درجه سانتي‌گراد) کاهش ميزان جيوه آزاد شده از سطح نمونه‌ها را نشان داد. از آن‌جا که ميزان جيوه آزاد شده در ساعت‌هاي اوليه بعد از قرارگيري آمالگام دنداني در حفره دندان پوسيده، يکي از معايب آمالگام دنداني محسوب مي‌شود، کاهش ميزان جيوه آزاد شده از آمالگام دنداني در اثر افزودن نانوذرات تيتانيا مي‌تواند دستاوردي مهم در اين زمينه باشد. در مورد نانوذرات تيتانيا دوپ شده با نقره، الگوهاي پراش پرتو ايکس نانوپودرهاي سنتز‌شده، تنها حضور فاز آناتاز را نشان داد و هيچ پيکي از نقره و يا ترکيبات نقره مشاهده نشد. با استفاده از داده‌هاي پراش پرتو ايکس و با استفاده از معادله شرر، اندازه بلورک‌ها 4± 24 نانومتر به دست آمد. تصاوير ميکروسکوپي الکتروني روبشي، مورفولوژي کروي و شبه‌کروي را براي نانوذرات تيتانيا دوپ شده با نقره نشان داد. همچنين با بررسي‌هاي انجام شده توسط ميکروسکوپ الکتروني عبوري، اندازه ذرات تيتانيا 5 ± 30 و نيز ذرات نقره دوپ شده بر روي سطح ذرات تيتانيا 3 ± 15 تعيين شد. الگوي تفرق الکتروني نيز نتايج حاصل از آناليز پراش پرتو ايکس را تاييد نمود. نتايج آزمون‌هاي ضدباکتريايي نشان داد که نانوذرات تيتانيا دوپ شده با نقره در غلظت 3 ميلي‌گرم بر ميلي‌ليتر مانع از رشد باکتري مي‌شوند. همچنين نتايج اسپکتروسکوپي براي نانوکامپوزيت‌هاي حاوي نانوذرات تيتانيا دوپ شده با درصدهاي مختلف نقره نشان داد که افزودن نانوذرات تيتانيا دوپ شده با نقره باعث کاهش چگالي نوري و در نتيجه کاهش رشد باکتري شده است. کلمات کليدي: آمالگام دنداني، تيتانيا، نانوذرات تيتانيا دوپ شده با نقره، خاصيت ضدباکتريايي، خوردگي.