Maksillofasiyal protezlerin yapımında kullanılan silikonların polimerizasyon ve üç boyutlu yazıcı yöntemleri ile üretilmiş farklı rezin altyapı malzemelerine bağlantı dayanımının incelenmesi
Peel bond strength of silicones used in extraoral maxillofacial prostheses from different resin substructures
Yazar: BERNA ÖZCAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ TUĞGEN MERSİN
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / Gülhane Diş Hekimliği Fakültesi / Protetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
Derece: Diş Hekimliği Uzmanlık, 2024
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Maksillofasiyal protez = Maxillofacial prosthesis

Özet:
Amaç: Ekstraoral maksillofasiyal protezler, proteze rijit destek sağlayan akrilik altyapının üzerini kaplayan, yumuşak doku görünümünde silikon elastomerlerden oluşur. Silikon elastomer-altyapı arasındaki bağlantı protezin başarısında önemlidir. Çalışmada farklı polimerizasyon ve üç boyutlu yazıcı(3B) ile üretilmiş yedi rezin altyapının silikon elastomere bağlantısı, yapay yaşlandırmanın etkisi incelendi. Altyapı üretiminde güncel dijital malzemelerin konvansiyonel malzemelere alternatif kullanımının araştırılması amaçlandı.

Gereç ve Yöntem: Örneklerin hazırlanmasında kimyasal polimerize şeffaf akrilik rezin(KPSA), ısı ile polimerize şeffaf(IPSA) ve pembe akrilik rezin(IPPA), 3B cerrahi kılavuz rezini(CKR), kaide rezini(KR), polieterketonketon(PEKK), polietereterketon(PEEK) olmak üzere 7 farklı altyapı malzemesi, silikon elastomer kullanıldı. Her altyapı malzemesinden 10 adet, toplam 70 örnek ASTM-D903-98 standartlarına göre hazırlanarak yarısına soyulma testi yapıldı. Diğer yarısına yapay yaşlandırma sonrası soyulma testi yapıldı. Ölçülen bağlantı dayanımı verisi iki yönlü varyans analizi ve post hoc Bonferroni testi ile değerlendirildi. Bağlantı yüzeyleri konfokal mikroskopta incelendi. 

Bulgular: Soyulma testi sonrası ortalama bağlantı dayanımı (N/mm) örneklerde sırasıyla IPSA (7,1600), IPPA (6,5108), KR (6,4294), KPSA (5,7826), CKR (5,3783), PEEK (0,9556), PEKK (0,1912), YCKR (3,1828), YKR (2,7568), YIPPA (2,3062), YIPSA (0,2658), YKPSA (0,1336), YPEEK (0,0797), YPEKK (0,0532) ölçüldü. Bağlantı yüzeylerinde adeziv, karışık, koheziv başarısızlık gözlendi. İki yönlü varyans analizi sonucuna göre farklı altyapı kullanımının, yapay yaşlandırma uygulanmasının ve bu ikisi arasındaki etkileşimin bağlantı dayanımına etkisi anlamlı bulundu(sırasıyla p<0.001, p<0.001, p<0.001). Bağlantı dayanımı KPSA, IPSA, IPPA, CKR, KR gruplarında benzer bulundu(p>0.05). PEEK, PEKK gruplarında benzer(p>0.05) ancak diğer gruplara göre istatistiksel olarak anlamlı düzeyde düşüktü(p<0.05). Bağlantı dayanımı YCKR, YKR gruplarında YKPSA, YIPSA, YPEKK, YPEEK gruplarından anlamlı düzeyde yüksek ölçüldü(p<0.05). PEKK, PEEK dışındaki altyapı türlerinde yapay yaşlandırmanın bağlantı dayanımını düşürdüğü görüldü(p<0.05).

Sonuç: Silikon elastomer-altyapı bağlantısı altyapının farklı polimerizasyon veya 3B üretilmesinden ve yapay yaşlandırma uygulanmasından etkilendi. 3B üretilen CKR ve KR'nin maksillofasiyal protezlerde altyapı malzemesi olarak kullanımı avantaj sağlayabilir. 3B üretilen PEEK ve PEKK'in maksillofasiyal protezlerde altyapı olarak kullanılabilmeleri için bağlantı dayanımını geliştirmeye yönelik ileri çalışmalara ihtiyaç vardır. 

Anahtar Kelimeler: Maksillofasiyal protez, silikon elastomerler, dijital teknoloji, yapay yaşlandırma, soyulma testi

Abstract:
Aim: Extraoral maxillofacial prostheses consist of a rigid acrylic substructure providing support to the silicone elastomer. The bond between the silicone elastomer and the substructure is critical for success. In this study, the bond strength between  silicone elastomer and seven resin substructures, produced with different polymerisation  and three-dimensional printing  (3D) methods, and the effect of artificial aging were investigated. It was aimed to investigate the use of current digital materials as an alternative to conventional materials in substructure production.

Materials and Method: Seven different substructure materials, including chemically polymerised clear acrylic resin(KPSA), heat polymerised clear acrylic resin(IPSA) and pink acrylic resin(IPPA), 3D surgical guide resin (CKR), Denture base resin(KR), polyetheretherketone (PEKK), polyetheretheretherketone (PEEK) and silicone elastomer were used to prepare samples. A total of 70 samples, 10 of each material, were prepared according to ASTM-D903-98 standards and peel test was performed on half of them. The other half was subjected to peel test following artificial aging. The calculated peel bond strength data were analysed by two-way analysis of variance and post hoc Bonferroni test. The bond surfaces were examined under confocal microscope. 

Results: The mean bond strength(N/mm) after the peel test was measured in the samples as IPSA (7.1600), IPPA (6.5108), KR (6.4294), KPSA (5.7826), CKR (5, 3783), PEEK (0.9556), PEKK (0.1912), YCKR (3.1828), YKR (2.7568), YIPPA (2.3062), YIPSA (0.2658), YKPSA (0.1336), YPEEK (0.0797), YPEKK (0.0532). Adhesive, mixed, cohesive failures were observed on the bonding surfaces. According to the results of two-way analysis of variance, the effect of using different substructures, applying artificial aging and the interaction between these two were found to be significant(p<0.001, p<0.001, p<0.001, p<0.001, respectively). The bond strength was similar in KPSA, IPSA, IPPA, CKR, KR groups(p>0.05). It was similar in PEEK, PEKK groups(p>0.05) but statistically significantly lower than the other groups(p<0.05). Bond strength was significantly higher in YCKR, YKR groups than YKPSA, YIPSA, YPEKK, YPEEK groups(p<0.05). Artificial aging decreased the bond strength in all substructure types except PEKK, PEEK(p<0.05).

Conclusion: The silicone elastomer-substructure bond was affected by the fabrication of the substructure using different polymerization or 3D printing methods and the application of artificial aging. The use of 3D fabricated CKR and KR as substructure materials in maxillofacial prostheses may provide advantages. Further studies are needed to improve the bond strength of 3D fabricated PEEK and PEKK to use them as substructures in maxillofacial prostheses.
Keywords: Maxillofacial prosthesis, silicone elastomers, digital technology, artificial aging, peel test