ساخت و بهبود خواص سیمان های فسفات روی و پلی کربوکسیلات روی با استفاده از نانو ذرات اکسید آلومینیم و اکسید تیتانیم

سیمان های فسفات روی و پلی کربوکسیلات روی دو نوع سیمان دندانی پرسابقه در مصارف کلینیکی هستند. برای تولید این سیمان ها، پودر و مایع با نسبت مشخص مخلوط می شوند. با افزایش نسبت اختلاط پودر و مایع، استحکام سیمان فسفات روی و پلی کربوکسیلات روی افزایش می یابد اما متعاقبا زمان گیرش کاهش می یابد که کاهش زمان گیرش برای کاربران سیمان های فسفات روی و پلی کربوکسیلات روی ایجاد محدودیت می کند. هدف از پژوهش حاضر دست یابی به استحکام بالاتر و زمان گیرش طولانی ترسیمان های فسفات روی و پلی کربوکسیلات روی با استفاده از ذرات تقویت کننده ای در نظر گرفته شد که از لحاظ شیمیایی با ساختار سیمان واکنش نمی کند. هم چنین برای پراکندگی بهینه ذرات در زمینه استفاده از نانو ذرات در نظر گرفته شد. با توجه به خاصیت زیست سازگاری اکسید آلومینیم و اکسید تیتانیم و همچنین عدم واکنش پذیری آن ها با پودر و مایع سیمان فسفات روی و سیمان پلی کربوکسیلات روی، از نانو ذرات این دو اکسید به عنوان تقویت کننده استفاده شد. برای ساخت پودر سیمان فسفات روی و پلی کربوکسیلات روی، اکسید روی و اکسید منیزیم و اکسید سیلیسیم مخلوط و کلسینه شدند. مایع سیمان فسفات روی از اختلاط اسید اورتوفسفریک خالص و محلول اسید فسفریک و پودر فلز روی و پودر فلز آلومینیم به دست آمد. مایع سیمان پلی کربوکسیلات روی نیز از رقیق نمودن اسید پلی اکریلیک با وزن مولکولی بالا تهیه شد. نمونه های آزمون استحکام فشاری این سیمان ها در قالب های استوانه های به شعاع 4 میلی متر و ارتفاع 8 میلی متر تهیه شد. برای ساخت نمونه های کامپوزیت سیمان فسفات روی و سیمان پلی کربوکسیلات روی، با نانوذرات اکسید روی و اکسید تیتانیم، این ذرات قبل از اختلاط به پودر سیمان افزوده شده و سپس نمونه های ارزیابی استحکام ساخته شدند. در این پژوهش آزمون ضدباکتریایی نیز انجام شد. برای انجام این آزمون قرص هایی به قطر 7 میلی متر تهیه شد و تحت آزمون ضدباکتریایی نفوذ آگار قرار گرفت. برای بررسی خاصیت ضدباکتریایی به مقایسه قطر ناحیه پیشگیری از رشد و تکثیر باکتری بسنده شد. افزودن نانو ذرات اکسید آلومینیم باعث افزایش استحکام فشاری سیمان فسفات روی از 71/20 مگاپاسکال به 44/33 مگاپاسکال و استفاده از نانو ذرات اکسید تیتانیم باعث افزایش استحکام فشاری فسفات روی به مقدار45/32 مگاپاسکال بدون تغییر در زمان گیرش و ضخامت لایه این سیمان ها شد. همچنین افزودن نانو ذره اکسید آلومینیم باعث افزایش استحکام فشاری سیمان پلی کربوکسیلات روی از مقدار 17/19 مگاپاسکال به مقدار 96/57 مگاپاسکال و افزودن نانو ذرات اکسید تیتانیم باعث افزایش استحکام فشاری سیمان پلی کربوکسیلات روی به مقدار 38/43 مگاپاسکال بدون تغییر در زمان گیرش و ضخامت لایه سیمان پلی کربوکسیلات روی شد. نانو ذرات اکسید تیتانیم و اکسید آلومینیم باعث اضمحلال انرژی و توقف ترک های پیش رونده در ساختار شده و متعاقبا باعث افزایش استحکام فشاری سیمان های فسفات روی و پلی کربوکسیلات روی شدند. همچنین استفاده از نانو ذرات اکسید تیتانیم باعث افزایش پایداری خواص ضدباکتریایی سیمان های فسفات روی و پلی کربوکسیلات روی در اثر تغییر مکانیزم ضدباکتریایی این سیمان ها شد.