لایت کیور و مکانیزم کیور شدن کامپوزیت

فرمولاسیون کامپوزیت‌های رزینی

با پلیمره شدن (C=C) و تبدیل شدن آن به (C-C)، مــــــونومرها توسط یک پیوند متقابل به یک ساختار سه بعدی پلیمری متصل می‌شوند. این پدیده موجب افزایش سریع مدول الاستیک (یا سفتی در واحد سطح) و چگالی مولکولی در آن نقطه و پلیمریزاسیون نهایی کامپوزیت می‌شود.

تصویر SEM از کامپوزیت رزینی. قطعات بزرگتر (بالای 10 میکرومتر)خود متشکل از تکه‌های کامپوزیت پلیمره شده هستند. این ذرات پلیمره موجب براق شدن دندان پس از پولیش می‌شوند

کامپوزیت را می‌توان به عنوان ترکیبی از مونومرها که با فیلرهایی از جنس مواد معدنی تقویت شده‌اند، در نظر گرفت. ذرات فیلر با یک کوپلینگ سیلان پوشیده می‌شوند تا به زمینه رزینی متصل شوند. در نتیجه این کار، کامپوزیت ترمیمی محکمی تولید می‌شود که قابلیت تحمل بار فشاری بالایی دارد؛ از همین رو در ترمیم بخش انامل و بعضی اوقات دنتین به کار می رود.

زمانی می توانیم بگوییم ترمیم موفق است که زمینه رزینی کامپوزیت به خوبی پلیمره شود. برای این منظور از مولکول‌های آغازگر نور با غلظت حدود 0.2 – 0.1 درصد که داخل زمینه رزینی توزیع شده‌اند، استفاده می‌شود.

بیشتر بخوانیم : آشنایی با کامپوزیت دندان

لایت کیور چگونه کار می‌کند؟

در این جا دو سوال اصلی مطرح می شود:

1) فوتون‌های نور ساطع شده تا چه عمقی در RBCها نفوذ می کنند؟

2) زمانی که تعداد مناسبی از فوتون‌ها به مولکول‌های حساس به نور داخل رزین کامپوزیت برخورد کنند، چه اتفاقی می افتد؟

لایــــت کــــیور و مــکــانیزم کـــیــور شدن کامپوزیت

 نفــــوذ نــــــور به کامپوزیت‌های رزینی ترمیمی :

1) پراش

به دلیل تفاوت در ضریب شکست بین دو فاز رزین و فیلر، پراش نور اتفاق می‌افتد. هر چه طول موج نور تابشی کوتاهتر باشد، پراش بیشتر است. به همین دلیل است که نور آبی نفوذ بیشتری نسبت به نور بنفش دارد.

عامل دیگری که روی پراش تاثیر می‌گذارد، اندازه ذرات فیلر است. اگر قطر ذره فیلر از طول موج نور تابشی بیشتر باشد (در اینجا بیشتر از حدود 470 نانومتر (طول موج نور آبی))، نور پس از برخورد به ذره منعکس شده و مسیر آن عوض می‌شود. جالب است بدانید که اگر اندازه این ذرات در محدوده نانو (زیر 100 نانومتر) باشند، نور با ذره برخورد نخواهد کرد. به همین دلیل است که کامپوزیت‌هایی که دارای فیلر نانواندازه هستند، ویژگی‌های بهینه و منحصر به فردی دارند.

2) جذب

جذب زمانی اتفاق می‌افتد که فوتون‌ها به مولکول‌های حساس به نور برخورد کنند. همانطور که گفته شد، دستگاه‌های LCU در دندانپزشکی از محدوده نور آبی استفاده می‌کنند که طول موج این نور، مولکول‌های آغارگر نور را فعال می‌کند. در واقع این مولکول‌ها نور آبی/بنفش را جذب می‌کنند.

سیستم‌های حساس به نور دو نوع دارند : نوریش نوع 1 و نوریش نوع 2.

کامفورکینون/آمین (CQ) در دسته نوریش 2 قرار می گیرد. جذب فوتون‌ها، انرژی مولکول‌های CQ را بالا میبرد و موجب می‌شوند آغازگر آمین رادیکال‌های آزاد تولید کند. از نوریش نوع 1 نیز برای مکانیزم شکست پیوند استفاده می‌شود.

 آغازگر نوری کامفورکینون (CQ) در محدوده نور آبی نور مرئی، جذب می‌کند.

برخورد فوتون به هر دو نوع نوریش، موجب تولید رادیکال‌های آزاد می‌شود. رادیکال‌های آزاد همان مولکول‌های به شدت واکنش‌دهنده دارای یک الکترون جفت نشده هستند. این پدیده موجب شروع یک فرآیند فوتوشیمیایی می‌شود که واکنش‌های پـــلیمــــریزاســــیون رادیــــکالی (free-radical addition polymerization) را آغاز می‌کند. انتشار واکنش‌های پلیمریزاسیون موجب رادیکال شدن زنجیره‌های متصل به مولکول‌های متوالی مونورها می‌شود.

پلیمریزاسیون رادیکال‌های آزاد شامل مراحل زیر است: در شروع مولکول‌های مونومری با الکترون‌های جفت نشده تولید می‌شوند؛ سپس حین انتشار این پدیده، این رادیکال ها با دیگر مونومرها ترکیب شده و زنجیره های مونومری را شکل می‌دهند.

برخی از مولکول‌های حساس به نور، در ناحیه با طول موج کوتاهتر بنفش (حدود  410 نانومتر) جذب بیشتری دارند. از همین رو در برخی موارد از لایـــــت کیــــور با نــور بنــــفش استفاده می‌شود.

این تغییر رفتار مولکول‌های آغازگر نور نسبت به تابش‌های مختلف باعث شده است که برخی لایت کیورها در دو مد با رنگ‌های آبی و بنفش تولید شوند. همچنین بعضی دستگاه‌ها قابلیت این را دارند که نور بنفش و آبی را با هم ترکیب کنند. به این دستگاه‌ها “چند موجی” یا “مالتی چیپ” می‌گویند. لازم به یادآوری است که نور بنفش با طول موج کوتاهتر به خصوص برای کامپوزیت‌هایی رزینی با ضخامت بالای 4 میلیمتر، نفوذ کمتری نسبت به نور آبی دارد. هر چه پهنای جذب مولکول‌های آغازگر نور با طول موج دستگاه لایت کیور تطابق بیشتری داشته باشد، سازگاری دستگاه با کامپوزیت بیشتر است.

تــــابش فـــــوتون به عـنوان آغازگر واکنش‌های آزادکننده‌ی رادیکال‌های آزاد هستند و این واکنش‌ها حتی بعد از خاموش شدن نور ادامه می‌یابند. اما این واکنش‌ها فقط در جایی که رادیکال‌های آزاد توسط تابش نور به وجود آمده‌اند ادامه می‌یابند. فاز اولیه واکنش‌ها سرعت بالایی دارند و با گـــــذشت زمان، ســـرعت آنها کاهش میابد. در اینجا ماده به حالت شیشه‌ای در می‌آید و حرکات داخلی رادیکال‌های آزاد آرام هستند.

سختی سطح به تدریج در بازه زمانی 1 ماه یا بیشتر افزایش می‌یابد. اما باید این را در نظر گرفت که رطوبت داخل دهان و جذب آب می‌توند اندکی موجب نرم شدن لایه‌های سطح شوند

ثبات رنگ کامپوزیت دندان

آغازگرهای نوری (PI) نوع 2 مانند کامفورکینون (CQ)، ترکیباتی زرد رنگ هستند. این مولکول‌ها، طول موج آبی از محدوده نور سفید را جذب می‌کنند. زمانی که مولکول‌های CQ در مقابل نور واکنش می‌دهند، مصرف شده و رنگ زرد خود را دست می‌دهد. به این فرایند بلیچینگ PI می‌گویند. معمولاً بعد از انجام فرآیند مولکول‌های CQ باقی نمیمانند. در غیر این صورت رنگ زرد کامپوزیت باقی میماند. در واقع مولکول CQ با یک مولکول آمینه مصرف می‌شوند. مــولکول‌های آمینه نیز به صورت شیمیایی تغییر می کنند و در طول زمان رنگ زرد ایجاد میکنند و روی ثبات رنگ RBC تاثیر می‌گذارند. دندانپزشکان باید به این موضوع آگاهی داشته باشند و از رنگ کامپوزیت درست برای ترمیم استفاده کنند.

ثبات رنگ کامپوزیت از جنبه‌ای دیگر نیز مورد بررسی قرار گرفته است. حین پلیمریزاسیون ضریب شکست (n) فاز رزین تغییر می‌کند و موجب عدم تطابق ضریب شکست بین فاز رزین و فیلر می‌شود. این عدم تطابق روی پراش نور و در نتیجه تابش تاثیر می‌گذارد. علاوه بر آن موجب سفت شدن کامپوزیت نیز می‌شود.

بر اساس تجربیات دندانپزشکان، بهتر است لایـــه‌های بــــالایی تــرمـــیم نیــمه‌شفاف باشند تا نفوذ نور بیشتری داشته باشند و موجب تغییر مونومرها در عمق شوند. با این حال، این پدیده باعث می‌شود که دندان ترمیمی ظاهر متفاوتی با دیگر دندان‌ها داشته باشد و زیبا نباشد.

در نـــــهایت مــــی‌توان با اسـتفاده از LEDهای مالتی چیپ و استفاده از PI با غلظت‌های متفاوت این مشکل را حل و میزان نفوذ نور را کنترل کرد که توضیح کامل این بخش در این مقاله نمی‌گنجد.

درجه تبدیل

سرعت پلیمره شدن در آزمایشگاه توسط ابزارهای مختلفی از جمله طیف‌سنج فروسرخ و بررسی تغییرات شرینکیج اندازه‌گیری می شود. “درجه تبدیل (DC)”، مــــیزان مــــوفقیت پلیمریزاسیون را مشخص می کند. درجه تبدیل سطح یک کامپوزیت، مجموعی است از پیوندهای دوگانه  شکسته شده داخل مولکول‌های مونومر که توسط پلیمره شدن از بین رفته‌ یا تبدیل به  شده‌اند. DC توسط طیف‌سنج فروسرخ، رامان و NMR اندازه‌گیری می‌شود. همچنین DC برای کامپوزیت دی متاکریلات پلیمره شده حدوداً برابر 70-60% است. پلیمره شدن مولکول‌های رابط فرآیندی است که توسط خود مولکول‌ها محدود می‌شود. با پلیمرزه شدن مونومر، ویسکوزیته به سرعت افزایش می‌یابد و پس از چند ثانیه، ماده وارد فاز شیشه‌ای و جامد می‌شود؛ در نتیجه شبکه در هم می‌تند و حرکت زنجیره‌ها که لازمه شروع واکنش‌های بعدی است به سرعت کاهش می‌یابد. از همین رو DC به 100% نمی‌رسد.

شرینکیج

دندانپزشک باید چگونه از لایت کیور استفاده کند؟

• زمـــینه رزیـــنی مـــقاومت خوبی نخواهد داشت و دچار شکست خواهد شد
• سایش افزایش می‌یابد
• مونومرها بیشتر از بین می‌روند
• رنگ تغییر می‌کند
• استحکام پیوندها کاهش می‌یابد
• موجب تجمع باکتری‌ها می‌شود
• پوسیدگی‌های ثانویه ایجاد می شود.

نکات مهم در انتخاب دستگاه لایت کیور مناسب :

1. تهیه دستگاه از یک برند به نام که طراحی دقیق و اطلاعات کاملی برای محصولش داشته باشد. این اطلاعات دقیق باید شامل مدهای دستگاه، میزان و زمان تابش نور باشد.
2. طیف نور خروجی باید در بازه nm 400-550 باشد. دستگاه هم می‌تواند تک قله‌ای و هم دو قله‌ای باشد. این ویژگی‌ها لازم است تا نور تولیدی بتواند به باندهای جذب آغازگرهای نور برسد.
3. طراحی کلی باید در نظر گرفته شود. برخی از مدل‌ها یک سر نوری گسترده‌تر دارند. برخی نور را به صورت عمود بر محور طولی دستگاه تولید می کنند. داشتن این قابلیت موجب می‌شود که محدودیت دندانپزشک در تاباندن نور به فضای مورد نظر کمتر و دسترسی وی به دندان‌های پشتی بیشتر باشد.
4. میزان واگرایی نور تولیدی باید توسط تاباندن نور به یک صفحه کاغذ با سر های مختلف دستگاه مورد ارزیابی قرار بگیرد. نور باید از فواصل 0 تا 1/0 میلیمتر تابیده شود؛ این فاصله، فاصله حدودی سر لایت کیور تا سطح اکلوزال است.

ایمنی

به عنوان آخرین نکته، حتما توجه داشته باشید که برای محافظت از چشم‌ها حین زمان تاباندن نور آبی و همچنین تراشیدن دندان‌ها، محافظ داشته باشید. همچنین از LCU با قدرت بالا بازه‌های زمانی بلند استفاده نکنید تا به پالپ آسیبی نرسد.

امروزه کیور در دندانپزشکی به بلوغ رسیده است. با این حال همواره راه برای پیشرفت باز است. همچنین چنین اتومبیل قدرتمندی، نیاز به یک راننده‌ی بسیار ماهر دارد.­

——————————————————————–

RBC : Resin Based Composites

LCU : Light Cure Un