Hammaslääkäri

söndag 29.11.2020

Väitös: Etanoliliuotin voi parantaa muovipohjaisten materiaalien sidostumista transesterifikaation kautta

Väitöstutkimuksen mukaan vahvojen dimetakrylaattikertamuovien pintaa saadaan pehmennettyä reaktiolla, jossa muovirakenteen kemiallisia esterisidoksia hajotetaan. Havainto on tieteellisesti täysin uusi ja antaa uusia mahdollisuuksia parantaa hammasmateriaalien sidostumista.

Turun yliopistossa toteutetussa väitöstyössä tutkittiin hammashoidossa käytettyjen muovien pinnan säröilyä (engl. crazing) ja liukenemista (engl. dissolution) desinfioivan etanoliliuottimen vaikutuksesta. Lisäksi tutkittiin muovien pinnan hajoamista ns. transesterifikaatioreaktion seurauksena. Tutkimusmenetelminä käytettiin pyyhkäisyelektronimikoroskopiaa, infrapunaspektroskopiaa ja pinnan nanomekaanista analysointia.

Alkoholin vaurioittamaa muovin pintaa voidaan käyttää hyväksi liimattaessa yhdistelmämuovisia hammaspaikkoja ja juurikanavanastoja. Eräissä sidostamista parantavissa esikäsittelyaineissa (engl. primer) on etanoliliuotin, ja joissakin tilanteissa niillä voi saada aikaan lujia sidoksia materiaalien välille.

Tutkimuksessa etanoliliuotin lisäsi merkittävästi proteesin pohjalevymuovien pinnan karheutta ja vaikutti pinnan mikroskooppiseen topografiaan ja nanomekaanisiin ominaisuuksiin. Etanoliliuottimen vaikutus riippui liuottimen vaikutusajasta ja etanolin pitoisuudesta vedessä.

Ns. kylmäakryyli oli herkempi pinnan liukenemiselle kuin ns. keittoakryyli, ja pinta vaurioitui pysyvästi jo muutaman minuutin 40 % etanolikäsittelyn aikana. Transesterifikaation vaikutus ristisilloitetun bisfenoli-A-glysidyylimetakrylaatti (bis-GMA) -muovin pintaominaisuuksiin havaittiin selvästi, toisin kuin tutkimuksessa käytetyn verrokkimuovin (epoksi) kohdalla. Transesterifikaatio selitettiin bis-GMA-muovissa olevien esterisidosten hajoamisella.

Muovipohjaisia hammashoitomateriaaleja käytetään kaikilla hammashoidon osa-alueilla, muun muassa hammaspaikkojen ja proteesien materiaaleina sekä sidosaineina. Ne ovat usein yhdistelmämateriaaleja eli komposiitteja. Suun olosuhteissa ja materiaalien prosessoinnin aikana kaikki materiaalit joutuvat alttiiksi liuottimille ja desinfioiville aineille.

Muovin kovettumisessa osa monomeereista jää reagoimatta, ja niin sanotut keittoakryylit ja kylmäakryylit eroavat reagoimattomien monomeerien määrän suhteen. Ristisilloittuvat hammashoidossa käytetyt monomeerit ovat usein bis-GMA- ja trietyleeniglykolidimetakrylaattimonomeereja (TEGDMA), epoksimonomeereja ja erilaisia osittaislomittaisverkostomuovirakenteita (IPN).

Liimaamisen kannalta on tarkoituksenmukaista saada muovin pinta liukenemaan pehmeäksi ja sillä parannettua liimamuovin tarttumista. Joissakin tilanteissa pinta voi liueta ei-toivotusti, mistä voi seurata pinnan karhentumista ja lisääntyvässä määrin tarttuvia mikrobeja ja biofilmiä. Liukenemisella on siis hyvät ja huonot puolensa.

Surface dissolution and degradation of dental resin based materials with special emphasis by the effects of solvent ethanol, dimethacrylate monomer resin and catalyst solution of ethylene glycol

Santhosh Basavarajappa
BDS (väit.), PhD


VASTAVÄITTÄJÄ
Francesco Mannocci, professori
King´s College London, Yhdistynyt kuningaskunta

KUSTOS
Pekka Vallittu, professori
Turun yliopisto

ESITARKASTAJAT
Hiroshi Nakajima, professori
Meikai University School of Dentistry, Japani

Michael Behr, professori
University Clinics of Regensburg, Saksa

OHJAAJAT
Pekka Vallittu, professori
Turun yliopisto

Jukka Matinlinna, professori
University of Hong Kong

Verkkojulkaisun osoite: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-29-8110-6