سیمان گلاس آیونومر

طریقه اختلاط اجزاء

گلاس آیونومرها به دو صورت پودر و مایع و با کپسولی در دسترس می‌باشند. انواع کپسولی دارای نسبت پودر و مایع از پیش تعیین شده می‌باشند که با قرار دادن در آمالگاماتورهای مکانیکی اختلاط انجام می‌گیرد. اگرجه معمولاً نسبت پودر به مایع به نسبت وزنی 3 به 1  به کار برده می‌شود ولی با توحه به دستور مصرف کارخانه سازنده الزامی است. هرگونه تغییر در نسبت اختلاط باعث ضعیف شدن سیمان گلاس آیونومر و تغییر خواص گلاس آیونومر در محیط دهان می‌شود. در انواع کپسولی نسبت پودر و مایع کاملاً دقیق تعیین شده‌است. به همین دلیل زمان اختلاط به حداقل می‌رسد و در نتیجه زمان کار کردن بیشتری در اختیار دندان پزشک قرار می‌گیرد. از طرف دیگر قابل تزریق نیز هستند که باعث می‌شود هوا داخل گلاس آیونومر نمانده و کار سریع تر و آسان تر انجام شود.

شیشه

شیشه‌های مورد استفاده در این سیمان دارای سه جز اصلی سیلیس، آلومینا و کلسیم فلوئورید هستند. ویژگی لازم برای شیشه‌های مورد استفاده در سیمان‌های گلاس آیونومر قابلیت آن‌ها به واکنش با اسید برای تشکیل یک نمک است. انحلال شیشه‌های معدنی در اسید به‌طور معمول نامطلوب است اما ترکیب شیشه به منظور ساخت سیمان گلاس آیونومر، طوری طراحی می‌شود که توسط اسیدهای نسبتاً ضعیف تجزیه شود. در اصل، ترکیب‌های مختلفی می‌توانند این الزام را برآورده کنند، اما در عمل تنها شیشه‌های آلومینوسیلیکاتی دارای افزودنی فلوئور و فسفات کاملاً مطلوب‌اند. ساختار این شیشه‌ها شامل تتراهدرال‌هایی است که در آن‌ها هر کاتیون سیلسیم به چهار آنیون اکسیژن متصل شده‌است. این کاتیون‌های سیلسیم که در مرکز تتتراهدرال قرار دارند با کاتیون‌های آلومینیم جایگزین می‌شوند. در هنگام مخلوط شدن این شیشه با اسید، کلسیم و آلومینیوم از ساختار شیشه خارج شده و با هیدروژن ناشی از یونیزاسیون اسید، اتصالات عرضی تشکیل می‌دهد که استحکام سیمان را تأمین می‌کند. مهم‌ترین عامل مؤثر بر میزان واکنش پذیری و حساسیت شیشه به حمله اسید، نسبت سیلیس به آلومینا و در واقع نسبت سیلسیم به آلومینیوم است. در واقع شیشه‌های آلومینوسیلیکاتی دارای یک ساختار شبکه ای شیشه ای متشکل از پل‌های AlO4 و SiO4 هستند. حضور کاتیون آلومینیوم به عنوان سازنده شبکه در ساختار شیشه منجر به تشکیل تتراهدرال -AlO4 با بار منفی اضافی می‌شود که توسط کاتیون‌های دگرگون ساز شبکه خنثی می‌شود. در حال حاضر در ساخت سیمان‌های گلاس آیونومر عمدتاً از شیشه‌های آلومینوسیلیکات با افزودن سایر ترکیبات استفاده می‌شود. توانایی این شیشه‌ها برای تشکیل سیمان متأثر از نسبت آلومینا به سیلیس، مقدار سدیم و اتصالات شبکه شیشه (نسبت اکسیژن پل زن به غیرپل زن) است.

اسید

جزء مهم دیگر سیمان گلاس آیونومر اسید است. یک اسید پلیمری که دارای گروه کربوکسیلات است. اسید پلیمریک اصلی که در ابتدا در سیمان گلاس آیونومر استفاده شده، پلی (اسید اکریلیک) بوده‌است. پلی (اسید اکریلیک) عضوی از دسته‌ای از مواد با عنوان پلی الکترولیتهاست، که دارای ترکیبی از ویژگی‌های پلیمر و الکترولیت هستند. ویژگی دوم از حضور زنجیره ممتد پلیمر با تعداد قابل توجهی گروه‌های عملکردی که قادر به حمل بار الکتریکی هستند، ناشی می‌شود. در مورد بسیاری از پلی الکترولیت‌هایی که برای ساخت سیمان‌های گلاس آیونومر استفاده می‌شود، این گروه‌های عملکردی کربوکسیلیک اسیدها CO₂H -، هستند. همچنین پلی الکترولیت‌ها به دلیل وجود گروه‌های عملکردی قطبی قادر به حمل بار، محلول در آب هستند.

آب

آب یک جز ضروری برای سیمان گلاس آیونومر است. گلاس آیونومرها بر پایهٔ پلیمرهای محلول در آب هستند و جدایش فازی در گیرش وجود ندارد. آب به عنوان حلال برای اسید پلیمری، به پلیمر اجازه می‌دهد با آزاد کردن پروتون به عنوان اسید عمل کند. آب محیطی است که در آن واکنش گیرش انجام می‌شود و نقش مهمی در روند گیرش سیمان دارد. تغییرات خواص مکانیکی با افزایش میزان آب مقید درون سیمان ارتباط دارد.

اسید تارتاریک و نقش آن

افزودن مقداری عامل کمپلکس‌کننده رفتار گیرش سیمان‌های گلاس آیونومر را تغییر می‌دهد. این افزودنی‌ها که برای جلوگیری از ژل شدن زودرس و افزایش زمان کار مورد استفاده قرار می‌گیرند، از طریق ترکیب شدن با یون‌های جدا شده از شیشه، مانع از تعامل آن‌ها با آنیونهای زنجیره‌های پلیمری می‌شوند.