Προσδιορισμός του γαλβανικού δυναμικού γλωσσικών ορθοδοντικών αγκυλίων με αντιπροσωπευτικούς τύπους ορθοδοντικών συρμάτων

Διπλωματική Εργασία uoadl:2778290 128 Αναγνώσεις

Μονάδα:
Κατεύθυνση Οδοντιατρικά Βιοϋλικά (Βασικές Οδοντιατρικές Επιστήμες)
Βιβλιοθήκη Οδοντιατρικής
Ημερομηνία κατάθεσης:
2018-07-11
Έτος εκπόνησης:
2018
Συγγραφέας:
Πολυχρόνης Γεώργιος
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Γεώργιος Ηλιάδης, Καθηγητής, Τμήμα Οδοντιατρικής, Σχολή Επιστημών Υγείας, ΕΚΠΑ
Τριαντάφυλλος Παπαδόπουλος, Καθηγητής,Τμήμα Οδοντιατρικής, Σχολή Επιστημών Υγείας, ΕΚΠΑ
Σπυρίδων Ζηνέλης, Αναπληρωτής Καθηγητής, Τμήμα Οδοντιατρικής, Σχολή Επιστημών Υγείας, ΕΚΠΑ
Πρωτότυπος Τίτλος:
Προσδιορισμός του γαλβανικού δυναμικού γλωσσικών ορθοδοντικών αγκυλίων με αντιπροσωπευτικούς τύπους ορθοδοντικών συρμάτων
Γλώσσες εργασίας:
Ελληνικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Προσδιορισμός του γαλβανικού δυναμικού γλωσσικών ορθοδοντικών αγκυλίων με αντιπροσωπευτικούς τύπους ορθοδοντικών συρμάτων
Περίληψη:
Εισαγωγή: Τα ορθοδοντικά γλωσσικά αγκύλια εισήλθαν στην κλινική πράξη τη δεκαετία του 70 προκειμένου να ικανοποιήσουν την αυξημένη ζήτηση για όσο το δυνατόν “αόρατη” ορθοδοντική θεραπεία. Ανάμεσα τους ανήκουν τα νέα γλωσσικά ορθοδοντικά αγκύλια IncognitoTM (3M Unitek) από κράμα Au (απουσία Ni) που πλεονεκτούν σε σχέση με τα μη εξατομικευμένα ανοξείδωτου χάλυβα όσον αφορά την βιοσυμβατότητα και την εφαρμογή τους. Ωστόσο, η προφανής διαφορά στη στοιχειακή σύσταση σε συνδυασμό με την ύπαρξη παραπάνω από μίας φάσεων στη δομή, όπως προέκυψε από προγενέστερες μελέτες, γεννά το ερώτημα σχετικά με την εμφάνιση γαλβανικών φαινομένων διαφορετικής έντασης σε σχέση με τα ανοξείδωτου χάλυβα αγκύλια (Zinelis et al. 2014, Hersche et al. 2017). Η παρούσα διπλωματική εργασία μελετά το γαλβανικό δυναμικό των νέων εκ χρυσού αγκυλίων σε σχέση με τα ανοξείδωτου χάλυβα ορθοδοντικά αγκύλια όταν αυτά συνδυαστούν με αντιπροσωπευτικούς τύπους ορθοδοντικών συρμάτινων τόξων σε ηλεκτρολυτικό περιβάλλον που περιέχει χλωριόντα ή φθοριόντα.
Σκοπός: Σκοπός της παρούσης ερευνητικής εργασίας είναι η μέτρηση της διαφοράς δυναμικού, όπως αυτή προκύπτει από την ηλεκτροχημική σύζευξη γλωσσικών ορθοδοντικών αγκυλίων κράματος Au και ανοξείδωτου χάλυβα με αντιπροσωπευτικούς τύπους ορθοδοντικών συρμάτων. Επιπλέον, ο στοιχειακός και ποσοτικός προσδιορισμός των υπό διερεύνηση υλικών καθώς και η μελέτη της κρυσταλλικής δομής και των επιφανειακών χαρακτηριστικών θα προσδώσει τις απαραίτητες πληροφορίες για την επεξήγηση της ηλεκτροχημικής τους συμπεριφοράς.
Υλικά και Μέθοδος: Στη μελέτη συμπεριελήφθησαν τρία είδη γλωσσικών ορθοδοντικών αγκυλίων με 0,022”(0,5588 mm) διάσταση αύλακας (slot) που αντιστοιχούσαν σε κεντρικούς τομείς της άνω γνάθου. Συγκεκριμένα, επιλέχθηκαν τα αγκύλια IncognitoTM (3M Unitek, Monrovia, California, USA, Lot 106332), In-Ovation L (DENTSPLY GAC, Bohemia, New York, USA, Lot S000512000) και STbTM-L (Light Lingual System, ORMCO, Orange, California, USA, Lot HS Code 9021.10.0090). Επιπλέον, χρησιμοποιήθηκαν ορθογώνιας διατομής 0,017 x 0,025” (0,4318 x 0,635 mm) ορθοδοντικά σύρματα χαλύβδινου κράματος (Steel Arch Wires, FORESTADENT, Bernhard Forster GmbΗ, GERMANY, REF 202-3743, Lot 108) και κράματος NiTi (NeoSentalloy, DENTSPLY GAC INTERNATIONAL, New York, USA, REF 02-523-122, Lot K324).
Γα τη μελέτη της μορφολογίας των ορθοδοντικών αγκυλίων και συρμάτων τα υλικά τοποθετήθηκαν στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (Scanning electron microscope, SEM) (FEI QUANTA 200, Oregon, USA) χωρίς επεξεργασία και ελήφθησαν εικόνες ανίχνευσης δευτερογενών ηλεκτρονίων (Secondary electron imaging, SEI). Για τη μελέτη της δομής και στοιχειακής σύνθεσης πραγματοποιήθηκε η κατάλληλη μεταλλογραφική προετοιμασία που περιελάμβανε εγκιβωτισμό, λείανση, στίλβωση και ελήφθησαν εικόνες οπισθοσκεδαζομένων ηλεκτρονίων (Backscattered electron imaging, BEI) καθώς και πραγματοποιήθηκε μικροανάλυση ακτίνων Χ, αντίστοιχα. Για τη μελέτη της κρυσταλλικής δομής των ορθοδοντικών συρμάτων έλαβε χώρα ανάλυση περίθλασης ακτίνων Χ με τη χρήση περιθλασιόμετρου (D8 Advance Bruker, Karlsruhe, Germany).
Στη βάση των ορθοδοντικών αγκυλίων συγκολλήθηκαν με τη χρήση laser (Laser Star Tech. Co., Riverside, Rhode Island, USA) μεταλλικοί αγωγοί από ανοξείδωτο χάλυβα επαρκούς μήκους. Οι αγωγοί αυτοί καθώς και τα ορθογώνια σύρματα μονώθηκαν με μη αγώγιμη φωτοπολυμεριζόμενη σύνθετη ρητίνη (Transbond XT, 3M Unitek, USA) Η κατασκευή του ηλεκτροχημικού στοιχείου και η μέτρηση της διαφοράς δυναμικού διενεργήθηκαν σύμφωνα με τις οδηγίες του ASTM G71-81 (reapproved 2009). Η πειραματική διάταξη αποτελούνταν από ένα ηλεκτροχημικό στοιχείο που περιελάμβανε ένα γυάλινο σκεπαζόμενο δοχείο με τον ηλεκτρολύτη και τα ηλεκτρόδια-ορθοδοντικά κράματα, μία συσκευή μέτρησης διαφοράς δυναμικού (Consort P903, Turnhout, Belgium) και ένα φορητό υπολογιστή. Οι μετρήσεις της διαφοράς δυναμικού πραγματοποιήθηκαν για 48 ώρες ανά 10 δευτερόλεπτα. Το κάθε ζεύγος υποβλήθηκε σε μετρήσεις δύο φορές και σε τρίτη μόνο αν υπήρχαν έντονες διαφορές μεταξύ των δύο πρώτων. Όσον αφορά τα ηλεκτρολυτικά διαλύματα χρησιμοποιήθηκαν διαλύματα χλωριόντων και φθοριόντων. Συγκεκριμένα, παρασκευάστηκε όξινο υδατικό διάλυμα γαλακτικού οξέος 0,1Μ (10,95g) και NaCl 0,1M (5,95g) με pH=2,3 (επιβεβαιωμένο με τη χρήση οξύμετρου) σύμφωνα με τις οδηγίες του ISO 10271 (4.1.5/2011). Ο δεύτερος ηλεκτρολύτης ήταν υδατικό διάλυμα 0,3% NaF με pH=6,5, το οποίο αντιστοιχεί σε 1394 ppm ιόντων F⁻.
Αποτελέσματα: Τα γλωσσικά ορθοδοντικά αγκύλια από ανοξείδωτο χάλυβα χαρακτηρίζονταν από 2 τμήματα τη βάση και τα πτερύγια διαφορετικής σύστασης. Η βάση και των δύο προσομοιάζε στη σύσταση ανοξείδωτο χάλυβα ωστενιτικού τύπου AISI 316 (Fe, Cr: 16-18%, Ni: 10-14%, Mo: 2-3% και ίχνη P,S, C, w%) (ASTM A240) και στην περίπτωση του InOvation διακρίνονταν 3 φάσεις σε αντίθεση με το μονοφασικό STb. Από την άλλη πλευρά, τα μονοφασικά πτερύγια χαρακτηρίζονταν από μαρτενσιτικού τύπου χάλυβα PH 17-4 (Fe, Cr: 15-17,5%, Ni: 3-5%, Cu: 3-5% και ίχνη C, P, S, Si, Mn, Nb, w%) (ASTM Α693), ο οποίος εμπεριέχε Cu και είχε υποστεί σκλήρυνση με κατακρύμνηση. Τα δύο αυτά ξεχωριστά τμήματα ενώνονταν στο άγκιστρο STb με κόλληση χρυσοκράματος (brazed) χαμηλής περιεκτικότητας σε Cu ενώ στο InOvation με σημειακή συγκόλληση χωρίς τη διαμεσολάβηση ενδιάμεσου κράματος (welded). Τα αγκύλια Incognito, επρόκειτο για ενιαία χυτά (Wiechmann, 2002) κράματος Au (Αu: 70%, Cu: 12,92%, Pt: 8,35%, Ag: 7,38%, Zn, Ir, w%) τριών φάσεων. Τα ορθοδοντικά σύρματα ανοξείδωτου χάλυβα ορθογώνιας διατομής Forestadent είχαν σύσταση που βρίσκεται κοντά στον ωστενιτικό τύπο χάλυβα AISI 304 (Fe, Cr: 18-20%, Ni: 8-10,5%, P, S, Si, C, w%). Ωστόσο, τα αποτελέσματα XRD έδειξαν την ύπαρξη τόσο ωστενιτικής όσο και μαρτενσιτικής φάσης. Τα υπερελαστικά ορθοδοντικά σύρματα NiTi (NeoSentalloy) χαρακτηρίζονταν από την παρουσία Ni και Ti σε αναλογία 52,5% προς 47,5% με την ωστενιτική φάση να επικρατεί της μαρτενσιτικής.
Ηλεκτροχημικά, τα Incognito αγκύλια παρουσίασαν τη μικρότερη διαφορά δυναμικού παρουσία χλωριόντων και για τους δύο συνδυασμούς ορθοδοντικών συρμάτων (SS=-19 mV, NiTi= +3,5 mV) ενώ τα STb την υψηλότερη (SS=-58 mV, NiTi=-94,5 mV). Ανάμεσά τους παρεμβλήθησαν τα αγκύλια In-Ovation L (-23,5 mV, -8,5 mV). Από την άλλη πλευρά η παρουσία φθοριόντων είχε ελαχίστη επίδραση στους συνδυασμούς SS-αγκυλίων σε αντιδιαστολή με του NiTi. Συγκεριμένα, τα Incognito αγκύλια έδειξαν την υψηλότερη διαφορά δυναμικού (+319 mV) ακολουθούμενα από τα STb (+202.5 mV) και In-Ovation L (+55 mV).
Συμπεράσματα: Κάτω από τους περιορισμούς αυτής της πειραματικής εργαστηριακής μελέτης μπορούν να εξαχθούν τα εξής συμπεράσματα:
• Το γαλβανικό δυναμικό όλων των ζευγών με σύρμα NiTi επηρεάστηκε αρνητικά παρουσία φθοριόντων εν αντιθέσει με τα χλωριόντα.
• Όλα τα ζεύγη των αγκυλίων που μελετήθηκαν με σύρμα SS έδειξαν υψηλή αντοχή στα γαλβανικά φαινόμενα τόσο σε διαλύματα χλωριόντων όσο και φθοριόντων.
• Η σύνδεση αγκυλίου κράματος Au είτε ως αυτογενές είτε υπο μορφή κόλλησης, με σύρμα NiTi σε περιβάλλον F⁻ είναι ευάλωτη σε γαλβανική διάβρωση.
Κύρια θεματική κατηγορία:
Επιστήμες Υγείας
Λέξεις-κλειδιά:
Γαλβανική διάβρωση, Αγκύλια, Ηλεκτροχημεία
Ευρετήριο:
Όχι
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
0
Εικονογραφημένη:
Ναι
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
209
Αριθμός σελίδων:
112
GALVANIC ILIADIS 8.pdf (3 MB) Άνοιγμα σε νέο παράθυρο