Çene yüz protezlerinde kullanılan silikon elastomerine ilave edilen nanopartiküllerin fiziksel ve mekanik özelliklere etkisinin değerlendirilmesi
Evaluation of the effect of nanoparticles added to silicone elastomer used in maxillofacial prosthesis on physical and mechanical properties
Yazar: NAİM BERKER ALTUNTAŞ
Danışman: DOÇ. DR. CANAN AKAY
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Diş Hekimliği Fakültesi / Protetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı / Protetik Diş Tedavisi Bilim Dalı
Derece: Diş Hekimliği Uzmanlık, 2022
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Elastomerler = Elastomers ; Fiziksel özellikler = Physical properties ; Mekanik özellikler = Mechanical properties ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Protezler ve implantlar = Prostheses and implants ; Silikonlar = Silicones ; Yüz = Face ; Çene = Jaw

Özet:
Amaç: Çene yüz protezlerinde sık kullanılan iki farklı silikon elastoemr materyaline bor nanopartikülü ilave edilerek, fiziksel ve mekanik özelliklere olan etkisinin değerlendirilmesidir.
Materyal ve Metot: Bu çalışma; Eskişehir Organize Sanayi Bölgesi, Osmangazi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Osmangazi Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi Protetik Diş Tedavisi Anabilim Dalı'nda gerçekleştirilmiştir. Çalışmamızda test edilmek üzere iki farklı silikon elastoemer; A-2000 ve A-2006 (Factor 2 Inc. Lakeside; AZ, ABD) seçilmiştir. Seçilen silikon elastomerler düşük ısıda ve ilave tipte polimerize olan silikonlardır. Silikonlar üretici firmadan temin edilerek, üretici firmanın önerileri doğrultusunda hazırlanmıştır. Örneklerin standardizasyonunun sağlanabilmesi için ASTM'nin (American Society for Testing and Materials) ve ISO'nun (Uluslararası Standard Kurulu) belirlediği standartlara uygun kalıp hazırlanmıştır. Çekme dayanımmı testi için ASTM D 412 ISO 37-1 standardında halter şekilli kalıp, yırtılma dayanımı için ASTM D624 ISO 34-1 standardında 90 derece açılı kalıp, sertlik testi için ASTM D2240-68 standardında 10 mm kalınlığında ve 30 mm çapında yuvarlak kalıp kullanılmıştır. Her bir testin uygulanması için 10'ar adet örnek içeren (n=10) gruplar oluşturulmuştur. Her tip silikon elastomer kontrol grubu ile ağırlıkça %1 ve 3 bor nanopartikülü içeren gruplar olmak üzere toplam 60 adet ve 3 farklı test metodu (çekme, yırtılma sertlik) için toplam 180 adet örnek hazırlanmıştır. Örneklerin fiziksel ve mekanik özellikleri testlerden elde edilen sonuçlar üzerinden yorumlanmıştır.
Bulgular: Sertlik, çekme dayanımı, uzama yüzdesi ve yırtılma dayanımı testlerinde istatistiksel olarak tek yönlü varyans analizi (ANOVA) ve Tukey HSD testleri uygulanmıştır. Sertlik testine ait yorumlar p<0.001; uzama yüzdesi, çekme ve yırtılma dayanımına ait yorumlar p<0.05 anlamlılık düzeyinde gerçekleştirilmiştir. Araştırma sonucunda çekme dayanımı, uzama yüzdesi ve sertlik testlerinde materyaller ve silikon çeşitleri arasında anlamlı bir fark bulunmuştur. Yırtılma dayanımı ve sertlik testi sonucunda en yüksek değerler %3 bor ilave edilmiş A-2000 silikon elastomerde (15,16±1,58; 30,66±0,27) görülürken en düşük değerler A-2006 silikon elastomerin kontrol grubunda (10,06±1,41; 16,36±0,49) görülmüştür. Çekme dayanımı testi sonucuna göre en yüksek değer A-2000 silikon elastomerin kontrol grubunda (5,48±0,84), en düşük değer %1 bor ilave edilen A-2006 silikon elastomerde (2,97±0,41) görülmüştür. Uzama yüzdesinde ise en yüksek değer A-2006 silikon elastomerin kontrol grubunda (373,05±35,12), en düşük değer %3 bor ilave edilen A-2000 silikon elastomer grubunda (222,80±59,48) görülmüştür.
Sonuç: A-2000 silikon elastomerin yüksek mekanik dayanım değerleri vermesi ile çene yüz protezlerinde A-2000 silikon elastomerin daha çok tercih edilmesi gerektiği düşünülmektedir. Ancak çene yüz protezinde materyalin, kolay deforme olmaması için yüksek uzama yüzdesi göstermesi gerekmektedir. Bu durumda çene yüz protezleri için, yüksek uzama değerleri veren A-2006 silikonunun kullanılması gereken durumlar olabilir. Silikonların mekanik dayanımlarını artırmaya yönelik çalışmalar, doldurucu materyal ve farklı oranlarda ilavesi üzerine yapılmalıdır. İlave doldurucular hakkında daha fazla in vitro çalışmaya ihtiyaç vardır.

Abstract:
Aim: The aim of the present study is to evaluate the effect of adding boron nanoparticles onthe physical and mechanical properties of two different silicone elastomer materials most commonly used in maxillofacial prostheses.
Material and Method: This study; it was carried out in Eskişehir Organized Industrial Zone, Osmangazi University Faculty of Engineering, Osmangazi University Faculty of Dentistry, Department of Prosthetic Dentistry. Two different silicone elastomers to be tested in our study; A-2000 and A-2006 (Factor 2 Inc. Lakeside; AZ, USA) were selected. The silicone elastomers chosen are low temperature and additive polymerized silicones. Silicones were procured from the manufacturer and prepared in line with the manufacturer's recommendations. In order to ensure the standardization of the samples, metal molds were prepared in accordance with the standards determined by ASTM (American Society for Testing and Materials) and ISO (International Standards Board). Barbell shaped mold in ASTM D 412 ISO 37-1 standard was used for tensile strength test, 90 degree angled mold in ASTM D624 ISO 34-1 standard for tear strength, round mold with 10 mm thickness and 30 mm diameter in ASTM D2240-68 standard was used for hardness test. For the application of each test, groups containing 10 samples (n=10) were formed. Each type of silicone elastomer; A total of 180 samples were prepared for 3 different test methods (tensile, tearing, hardness) and 60 samples, including the control group and the groups containing 1 wt% and 3 boron nanoparticles. The physical and mechanical properties of the samples were interpreted based on the results obtained from the tests.
Results: One-way analysis of variance (ANOVA) and Tukey HSD tests were applied statistically in hardness, tensile strength, percent elongation and tear strength tests. Comments on the hardness test p<0.001; The interpretations of percent elongation, tensile and tear strength were performed at p<0.05 significance level. As a result of the research, a significant difference was found between materials and silicone types in tensile strength, elongation percentage and hardness tests. As a result of the tear strength and hardness test, the highest values were observed in A-2000 silicone elastomer with 3% boron added (15.16±1.58; 30.66±0.27), while the lowest values were observed in the control group of A-2006 silicone elastomer (10, 06±1.41; 16.36±0.49). According to the tensile strength test results, the highest value was seen in the control group (5.48±0.84) of A-2000 silicone elastomer, and the lowest value was observed in A-2006 silicone elastomer (2.97±0.41) with 1% boron added. In percent elongation, the highest value was observed in the control group of A-2006 silicone elastomer (373.05±35.12), the lowest value was observed in the group of A-2000 silicone elastomer with 3% boron added (222.80±59.48).
Conclusion: It is thought that A-2000 silicone elastomer should be preferred more in maxillofacial prostheses, as A-2000 silicone elastomer gives high mechanical strength values. However, in maxillofacial prosthesis, the material must show a high percentage of elongation so that it is not easily deformed. In this case, there may be cases where A-2006 silicone with high elongation values should be used for maxillofacial prostheses. Studies to increase the mechanical strength of silicones should be done on the filler material and its addition at different rates. More in vitro studies on additional fillers are needed.