پلی اتر اترکتون در پروتز دندانی

مروری بر خواص پلیمر PEEK و کاربرد آن در پروتزهای دندانی

هدف از این مطالعه بررسی پلی اتر اتر کتون (PEEK)، خواص و کاربرد آن در ساخت دندان مصنوعی است. از کتابخانه های آنلاین و 143 مقاله برای گردآوری اطلاعات مربوط به مناسب بودن پلیمر PEEK باتوجه به خواص مکانیکی، شیمیایی، فیزیکی و آماده سازی سطح آن استفاده شده است؛ به این نتیجه رسیدیم که این پلیمر قابلیت استفاده در پروتزهای دندانی را دارد. با این حال، اطلاعاتی از عوارض آن، تشکیل بیولوژیکی روی سطح آن و میزان مقاومت آن در برابر فشار در دسترس نیست.

با بهبود مواد می توان به پیشرفت صنعتی و توسعه فناوری دست یافت. فاکتورهایی همچون زیست سازگار پذیری، میزان پلاک پایین، زیبایی شناسی و خواص نزدیک به ساختار دندان برای متریال مدرن مورد استفاده در دندانپزشکی پیشرفته بسیار ضروری است. PEEK به بازسازی عیوب دندان کمک کرده و همچنین رعایت نکردن بهداشت دهان و دندان باعث افزایش پوسیدگی دندان و بروز مشکلات پریودنتال می شود. براساس داده سازمان بهداشت جهانی (WHO) در سال 2012، 60-90 نفر از دانش آموزان یک مدرسه و تقریبآ 100 نفر از اولیای آنها دارای پوسیدگی دندان هستند که عدم درمان آنها ممکن است بافت دندان را از بین ببرد. با استفاده از ایمپلنت ثابت یا متحرک میتوان این آسیب های دندانی را ترمیم کرد. برای بهترین بازسازی ماستیک، استفاده از متریال تأیید شدۀ علمی و ایمن توصیه می شود. در اینجا به بررسی یکی مواد جدید دندانپزشکی به نام پلی اتر اتر اکتون (PEEK)، خواص و کاربرد آن در ساخت دندان مصنوعی پرداخته ایم. PEEK یک پلیمر نیمه کریستال معطر چند حلقۀ خطی است که که در سال 1987 توسط گروهی از دانشمندان انگلیسی توسعه یافت. بعدها از آن در کاربردهای صنعتی تجاری استفاده شد. در اواخر دهه 1990 PEEK بعنوان یک ماده مهم ترموپلاستیک با عملکرد بالا برای جایگزینی اجزای ایمپلنت فلزی در جراحی ورتبرال بعنوان ماده ای از کیج همجوشی بین مهره ای تبدیل شد. با ظهور PEEK تقویت شده با کربن، این مادۀ کامپوزیتی جدید برای شکستگی و پروتز استخوان ران در مفصل ران مورد استفاده قرار گرفت. PEEK یک مادۀ سفید، پرتوزا، سفت و سخت با ثبات عالی تا دمای 335.8 درجه سلسیوس است. این ماده حساسیت زا نبوده و پلاک پایینی دارد؛ دارای مدول خمشی 140-170 مگاپاسکال، تراکم 1300 کیلوگرم/ متر مکعب و رسانای حرارتی 0.29 ولت/ میکرو کیلو است. خواص مکانیکی آن در طی فرایند استریل، با استفاده از بخار، گاما و اتیلن اکسید تغییر نمی کند. مدول (الاستیک) یانگ در آن نیز 3-4 گیگاپاسکال است؛ یعنی نزدیک به استخوان انسان، مینا و عاج دندان است. در برابر هیدرولیز مقاوم بوده و غیرسمی است؛ ازطرفی، دارای قابلیت زیست سازگاری بالایی است. ساختار شیمیایی آن بیانگر پیوندهای شیمیایی و فزیکی مناسب در آن است: پایداری در دماهای بالا (مانند فرایندهای استریل)، مقاومت در برابر بسیاری از مواد؛ جدا از اسید سولفوریک غلیظ، و مقاومت در برابر سایش. لیبرمن و همکارانش PEEK را در شرایط آزمایشگاهی با پلی متیل متاکریلات (PMMA) و رزین کامپوزیت مقایسه کرده و به این نتیجه رسیدند که PEEK کمترین میزان جذب و حلالیت در آب را دارد. از آنجا که PEEK در مقایسه با کامپوزیت، سرامیک یا زیرکونیوم یک مادۀ جدید در دندانپزشکی محسوب می شود؛ بررسی خواص آن بسیار مهم است. با این تفاسیر، هدف از این مقاله ارزیابی این پلیمر، خواص و کاربرد آن در دندان پزشکی است.

PEEK متریال کاملآ جدیدی در ساخت پروتز دندانی است. در مقایسه با فلزات مورد استفاده در این زمینه، ازلحاظ زیبایی بیشتر، پایدار، زیست سازگار و سبک تر بوده و میزان تغییر رنگ را کاهش می دهد. این امر به دلیل رفع نیازهای زیبایی، باعث جذب بیشتر بیماران می شود. با این حال به دلیل رنگ قهوه ای مایل به خاکستری، برای پوسیدگی و آسیب های یکپارچۀ دندان های فک بالا مناسب نیست. برای بدست آوردن زیبایی چهره در این بیماران بایستی از مواد زیبایی همانند کامپوزیت استفاده کرد. در اینجا بسیاری از روش های کاربرد سطحی PEEK برای بهبود چسبندگی با روکش های کامپوزیت رزینی ارائه شده است. وجود انرژی کم در سطح آن باعث مقاومت در برابر فرآوری شیمیایی می شود. اورن باچر و همکارانش مقاومت سطح تاج های PEEK را که به تکیه گاه های عاج چسبیده اند مورد بررسی قرار دادند. نتایج حاصل از بررسی های هالمن و همکارانش نشان داد که سطح PEEK با ذرات آلومینا 50 میکرومتر و سپس اتچ با محلول پیرانا منجر به بالاترین استحکام پیوند کششی در حین استفاده از هلیوباند بعنوان چسب می شود. تمام این بررسی ها اتفاق نظر دارند در اینکه کامپوزیت های رزین می توانند بعنوان مواد پوششی از قاب های PEEK استفاده کنند. با این حال، استفاده از اسید سولفوریک غلیظ در جراحی بالینی بسیار خطرناک است.

خواص مکانیکی PEEK شبیه به عاج و مینای دندان است؛ بنابراین، بر آلیاژهای فلزی سرامیک برتری دارد. مقاومت پروتزهای ثابت PEEKCAD-CAM در برابر شکستگی 2354 N است. علاوه براین، مقاومت بالاتری نسبت به سرامیک لیتیوم دیسیلیکیت شده (950 N)، آلومینیوم (851 N) یا زیرکونیوم (981-1331 N) دارد. با این حال، هیچ گونه اطلاعات بالینی از سایش PEEK با مواد دیگر مانند آلیاژهای فلزی، سرامیک، عاج یا مینای دندان وجود ندارد. در هر بار جویدن نیروی 400 N به دندان ها وارد می شود؛ از آنجایی که PEEK از مقاومت بالایی در برابر شکستگی برخوردار است، میتواند برای ساخت پروتز مناسب باشد. همچنین استارزیک و همکارانش این نوع مقاومت را در PEEK مورد بررسی و مطالعه قرار داده اند. میانگین بار نسبی شکست در سه واحد PEEK بدون روکش 1383 N بود. علیرغم مقاومت بالایی که در برابر شکست دارد، از لحاظ مکانیکی نسبتآ ضعیف است. پژوهش های تانوس و همکارانش در شرایط آزمایشگاهی نشان داد که قالب های ساخته شده از PEEK دارای مقاومت کمتری نسبت به نمونه های ساخته شده از کبالت- کروم هستند. دانشمندان به دنبال ترکیب PEEK با سایر مواد با هدف بهبود خواص آن هستند. PEEK اصلاح شدۀ حاوی 20 درصد فیلرهای سرامیکی معروف به BioHPP حساسیت زا نیست و زیست سازگاری بالایی نیز دارد. تغییر پذیری، ثبات عالی، قابلیت فرآوری بالا و رنگ سفید BioHPP برای زیبایی به ساخت دندان مصنوعی با کیفیت بالا کمک می کند. BioHPP دارای پتانسیل بالایی بعنوان متریال برای قالب بندی است و میتوان جایگزین مناسبی برای قالب های Cr-Co در رفع مشکلات زیبایی ناشی از پروتز دندان در بیماران باشد. اما در شرایط بالینی ممکن است بازدهی متفاوت باشد. تکیه گاه های ایمپلنت را میتوان روی PEEK قرار داد؛ از آنها معمولآ برای ترمیم موقت استفاده می شود.

در اینجا، آزمایش بالینی کنترل شدۀ تصادفی نشان داد که تفاوت آماری قابل ملاحظه ای بین PEEK و تکیه گاه تیتانیوم وجود ندارد که باعث تحلیل استخوان و یا التهاب شود. علاوه براین، اتصال میکروارگانیسم های دهانی به تکیه گاه PEEK با تیتانیوم، زیرکونیوم و متیل متاکریلات قابل قیاس است. بنابراین PEEK جایگزین امیدوار کننده ای برای تکیه گاه های تیتانیوم است. در مقایسه با تیتانیوم، این پلیمر میتواند از فشار کمتری برخوردار باشد اما خواص ذاتی بسیار محدود است که منجر به اثرات منفی در فرایند ادغام ایمپلنت می شود. امروزه ترکیبات زیادی از PEEK با دیگر مواد من جمله الیاف کربن یا سرامیک وجود دارد. PEEK به دلیل ساختار شیمیایی پیچیده و رطوبت پذیری کمتر، آماده سازی سطح آن جهت افزایش استحکام پیوند و حتی پیوند با کامپوزیت ها دشوار است.

PEEK یک مادۀ مدرن و جذاب برای استفاده در ساخت پروتزهای دندانی است. به دلیل خواص شیمیایی، مکانیکی و فیزیکی مناسب از آن در تولید پروتزهای ثابت و متحرک استفاده می شود. با این حال، به تحقیقات بالینی بیشتری نیاز است زیرا اکثر مطالعات در شرایط آزمایشگاهی انجام شده اند.