سنتز نانو کامپوزیت آمالگام / تیتانیا به منظور بهبود خواص آمالگام دندانی

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.

آمالگام دندانی یکی از پرمصرف‌ترین مواد پرکردنی دندانی می‌باشد و بیش از 180 سال است که استفاده می‌شود. از زمان پیدایش آمالگام دندانی تحقیقات بر روی آن به منظور بهبود خواص ادامه داشته است. هدف از انجام این پروژه بررسی اثر افزودن تیتانیا جهت بهبود خواص آمالگام دندانی می‌باشد. درصدهای مختلف نانوذرات تیتانیا به آمالگام‌ دندانی اضافه شد و نانوکامپوزیت‌های آمالگام/ تیتانیا با درصدهای مختلف افزودنی ساخته شد. همچنین به منظور بهبود خاصیت ضدباکتریایی آمالگام دندانی، نانوذرات تیتانیا دوپ شده با نقره سنتز شده و به آمالگام دندانی اضافه گردید. به منظور ارزیابی نانوذرات تیتانیا دوپ شده با نقره و نانوکامپوزیت‌های آمالگام/ تیتانیا با درصدهای مختلف تیتانیا از تکنیک پراش پرتو ایکس(XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) به همراه سیستم آنالیز تفکیک انرژی پرتوی ایکس(EDS)، میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM)، آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و آزمون غوطه‌وری استفاده گردید و استحکام فشاری نانوکامپوزیت‌های ساخته شده نیز اندازه‌گیری شد. درنهایت خاصیت ضدباکتریایی نانوپودرهای سنتز شده و نیز نانوکامپوزیت‌های آمالگام حاوی نانوذرات تیتانیا دوپ شده با نقره، به ترتیب با روش‌های آگار دایلوشن و اسپکتروسکوپی غلظت‌سنجی باکتری مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج پراش پرتو ایکس برای نانوکامپوزیت‌های آمالگام/ تیتانیا نشان داد که در اثر افزودن نانوذرات تیتانیا فاز جدیدی ایجاد نشده و فازهای موجود در نانوکامپوزیت‌ها و آمالگام دندانی یکسان می‌باشند. تصاویر میکروسکوپی الکترونی و نیز نتایج آنالیز تفکیک انرژی پرتوی ایکس، حضور نانوذرات تیتانیا بر روی سطح فازهای مختلف آمالگام دندانی را تایید نمود. همچنین حضور حفرات بزرگ در کنار ذرات آلیاژ اولیه در نانوکامپوزیت‌های حاوی 2 و 3 درصد وزنی افزودنی در تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی مشهود بود. این افزایش میزان تخلخل و حضور حفرات بزرگ در کنار ذرات آلیاژ اولیه باعث تضعیف خواص آمالگام دندانی شده به طوری که کاهش استحکام و افزایش خوردگی را به دنبال داشت. بر این اساس نانوکامپوزیت آمالگام/تیتانیا با یک درصد وزنی افزودنی به عنوان نمونه بهینه تعیین گردید. آزمون‌های غوطه‌وری برای نانوکامپوزیت‌های مختلف دو ساعت بعد از ساخت نمونه‌ها و با قرار گیری در محلول بزاق مصنوعی به مدت 2 ساعت (در دمای 37 درجه سانتی‌گراد) کاهش میزان جیوه آزاد شده از سطح نمونه‌ها را نشان داد. از آن‌جا که میزان جیوه آزاد شده در ساعت‌های اولیه بعد از قرارگیری آمالگام دندانی در حفره دندان پوسیده، یکی از معایب آمالگام دندانی محسوب می‌شود، کاهش میزان جیوه آزاد شده از آمالگام دندانی در اثر افزودن نانوذرات تیتانیا می‌تواند دستاوردی مهم در این زمینه باشد. در مورد نانوذرات تیتانیا دوپ شده با نقره، الگوهای پراش پرتو ایکس نانوپودرهای سنتز‌شده، تنها حضور فاز آناتاز را نشان داد و هیچ پیکی از نقره و یا ترکیبات نقره مشاهده نشد. با استفاده از داده‌های پراش پرتو ایکس و با استفاده از معادله شرر، اندازه بلورک‌ها 4± 24 نانومتر به دست آمد. تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی، مورفولوژی کروی و شبه‌کروی را برای نانوذرات تیتانیا دوپ شده با نقره نشان داد. همچنین با بررسی‌های انجام شده توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری، اندازه ذرات تیتانیا 5 ± 30 و نیز ذرات نقره دوپ شده بر روی سطح ذرات تیتانیا 3 ± 15 تعیین شد. الگوی تفرق الکترونی نیز نتایج حاصل از آنالیز پراش پرتو ایکس را تایید نمود. نتایج آزمون‌های ضدباکتریایی نشان داد که نانوذرات تیتانیا دوپ شده با نقره در غلظت 3 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر مانع از رشد باکتری می‌شوند. همچنین نتایج اسپکتروسکوپی برای نانوکامپوزیت‌های حاوی نانوذرات تیتانیا دوپ شده با درصدهای مختلف نقره نشان داد که افزودن نانوذرات تیتانیا دوپ شده با نقره باعث کاهش چگالی نوری و در نتیجه کاهش رشد باکتری شده است. کلمات کلیدی: آمالگام دندانی، تیتانیا، نانوذرات تیتانیا دوپ شده با نقره، خاصیت ضدباکتریایی، خوردگی.