نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل ، گروه مهندسی مواد ، بابل، ایران.

2 دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی پزشکی، تهران، ایران.

3 دانشگاه شهید بهشتی، دانشکده نانو فناوری، تهران، ایران.

چکیده

در سال‌های اخیر کامپوزیت‌های سیمانی بر پایه کلسیم‌سیلیکات‌ها برای کاربردهای پزشکی مورد توجه قرار گرفته‌اند. سیمان‎های کلسیم سیلیکاتی جزء دسته سیمان‎هایی هستند که در ترمیم ریشه دندان استفاده می‌شوند. هدف از انجام این پژوهش تهیه سیمان کامپوزیتی کلسیم‌سیلیکاتی جدیدی جهت حفظ و تقویت خواص مطلوب این سیمان‌ها می‌باشد. در این تحقیق، کامپوزیت سیمان دندانی بر پایه کلسیم سیلیکات تهیه گردید و اثر افزودن پلیمر زیست‌ تخریب‌پذیر و زیست‌سازگار کیتوسان بر خواص گیرشی و ساختاری آن مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش از ترکیب کلسیم سیلیکاتی، دی‌کلسیم فسفات(DCP) و اکسید بیسموت(Bi2O3) به عنوان فاز پودری و از پلیمر کیتوسان به صورت محلول 2% حل شده در اسید استیک 1% به عنوان فاز مایع، استفاده گردید. هم‌چنین نمونه کنترل از طریق مخلوط کردن فاز پودری با آب مقطر به عنوان فاز مایع به‌دست آمد. براساس نتایج به‌دست آمده، با افزودن پلیمر کیتوسان، زمان گیرش سیمان کامپوزیتی از 51 دقیقه به 67 دقیقه تغییر یافت. هم‌چنین حضور کیتوسان باعث کاهش جزئی استحکام فشاری گردید. میزان زیست‌فعالی این سیمان‎ها به مدت 14 روز در محلول شبیه سازی بدن(SBF ) مورد بررسی قرار گرفت. نمونه‎ها در قبل و بعد از غوطه‎وری در محلول SBF، توسط دستگاه SEM مورد بررسی ریزساختاری و توسط دستگاه XRD مورد شناسایی فازی قرار گرفتند. ترکیب سیمان در قبل از غوطه‌وری شامل فازهای اولیه (فازهای کلسیم‌سیلیکاتی و کلسیم‌فسفاتی) بود که با گذشت 14روز غوطه‌وری در محلولSBF، به فازهای لایه‌ای شکل هیدروکسی‌آپاتیت تبدیل شدند و افزودن کیتوسان، تاثیری بر تشکیل فاز نهایی آپاتیت نداشته است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of Chitosan Polymer on Structural and Setting Properties Calcium Silicate Based on Dental Cement

نویسندگان [English]

  • Fateme Panahi 1
  • Sayed Mahmood Rabiee 1
  • Somayeh Ghaffari 2
  • Reza Shidpoor 3

1 Noshirvani University of Technology, Department of Materials, Babol, Iran.

2 Amirkabir University of Technology, Department of Biomedical Engineering, Tehran, Iran.

3 Shahid Beheshti University, Department of Nanotechnology, Tehran, Iran.

چکیده [English]

In recent years, cement composites based on calcium silicate have been more generally considered for medical applications. Calcium silicate Cement are among the categories that are used in dental root canal treatment. The aim of this study is to make new calcium silicate cement to preserve and strengthen desirable properties of this type of cements. In this study, composite dental cement based on calcium silicate was prepared. Then effect of adding biodegradable and biocompatible polymer such as chitosan on setting properties and its structure were studied. In this study, a combination of calcium silicate, dicalcium phosphate (DCP) and bismuth oxide (Bi2O3) as powder phase and 2% solution of the chitosan dissolved in 1% acetic acid solution as liquid phase, was used. As well as control sample was obtained by mixing the powder with distilled water as the liquid phase. Based on the obtained results, setting time of composite cement was changed from 51 to 67 minutes by adding chitosan polymer. Presence of chitosan also reduced the compressive strength a little. the bioactivity of the cement were studied in a solution of simulated body (SBF) for 14 days. the samples were analyzed by SEM to identify the microstructure and by XRD to determine crystal structure. The composition of cement before incubation in SBF was included early phases (phase calcium silicate and calcium phosphate) that after 14 days of immersion in SBF, they were converted to layer-shaped hydroxy apatite and the presence of chitosan had not any influence on the final phase of hydroxy apatite.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Composite
  • Calcium silicate cement
  • Chitosan
  • Dental cement
  • apatite
1- Torabinejad M, Walton R: Endodontics: Principles & practice. 4th Ed. St. Louis. Missouri: W.B.Sunders, Elsevier 2009;Chap 24:424-444.
2- Glickman GN, Hartwell GR: Endodontic Surgery In: Ingle JI, Bakland LK. Endodontics. 6th Ed. Hamilton, Ontario: BC-Decker 2008; Chaps 29,33:1019-1054,1233-1294.
3- Chueh LH, Ho TC, Kuo TC, et al. Regenerative endodontic treatment for necrotic immature permanent teeth. J Endod 2009; 35:160–4.
4- Lee SJ, Monsef M, Torabinejad M. Sealing ability of a mineral trioxide aggregate for repair of lateral root perforations. J Endod. 1993 Nov;19(11):541-4.
5- Torabinejad M, Watson TF, Pitt Ford TR. Sealing ability of a mineral trioxide aggregate when used as a root end filling material. J Endod. 1993 Dec;19(12):591-5.
6- Torabinejad M, Hong CU, McDonald F, Pitt Ford TR. Physical and chemical properties of a new root-end filling material. J Endod. 1995 Jul;21(7):349-53.
7- Camilleri J. Hydration mechanisms of mineral trioxide aggregate. Int Endod J. 2007 Jun;40(6):462-70.
8- Sarkar NK, Caicedo R, Ritwik P, Moiseyeva R, Kawashima I. Physicochemical basis of the
biologic properties of mineral trioxide aggregate. J Endod. 2005 Feb;31(2):97-100.
9- Asgary S, Eghbal MJ, Parirokh M, Ghanavati F, Rahimi H. A comparative study of histologic response to different pulp capping materials and a novel endodontic cement. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 2008 Oct;106(4):609-14.
10- Shackelford J.F., ―Bioceramics‖, Gordon& Breach Sci., (1999).
11- Torabinejad M., Pitt Ford TR., McKendry DJ., Abedi HR., Miller DA., Kariyawasam SP.," Histologic assessment of mineral trioxide aggregate as a root-end filling in monkeys", J Endod,( 1997)Apr;23(4):225-8.
 12. Lu, Q., Lattanzi, M.W. , Chen, Y. , Kou, X., Li, W., Fan, X., Unruh, K.M. , Chen, J.G. , Xiao, J.Q. , Supercapacitor Electrodes with High-Energy and Power Densities Prepared from Monolithic NiO/Ni Nanocomposites, Angew. Chem. Int. Ed., 50 (2011) 6847-6850.
13. Kang, J. , Hirata, A., Kang, L., Zhang, X., Hou, Y., Chen, L., Li, C., Fujita, T., Akagi, K., Chen, M., Enhanced Supercapacitor Performance of MnO2 by Atomic Doping, Angew. Chem. Int. Ed., 52 (2013)  1664-1667.
14. Zhuo, L., Wu, Y., Ming, J., Wang, L., Yu, Y., Zhang, X., Zhao, F., Facile synthesis of a Co3O4-carbon nanotube composite and its superior performance as an anode  material for Li-ion batteries, J. Mater. Chem. A, 1 (2013) 1141-1147.
15. Dong, X.-C. , Xu, H., Wang, X.-W. , Huang, Y.-X. , ChanPark, M.B. , Zhang, H., Wang, L.-H. , Huang, W., Chen, P., 3D Graphene–Cobalt Oxide Electrode for HighPerformance Supercapacitor and Enzymeless Glucose Detection, ACS Nano, 6 (2012) 3206-3213.
16. Zhang, X., Shi, W., Zhu, J., Kharistal, D.J. , Zhao, W., Lalia, B.S. , Hng, H.H. , Yan, Q., High-Power and HighEnergy-Density Flexible Pseudocapacitor Electrodes Made from Porous CuO Nanobelts and Single-Walled Carbon Nanotubes, ACS Nano, 5 (2011) 2013-2019.
17. Huang, H., Liu, Y., Wang, J., Gao, M., Peng, X., Ye, Z., Self-assembly of mesoporous CuO nanosheets-CNT 3Dnetwork composites for lithium-ion batteries, Nanoscale, 5 (2013) 1785-1788.
18. Xiang, J.Y. , Tu, J.P. , Zhang, L., Zhou, Y., Wang, X.L. , Shi, S.J. , Self-assembled synthesis of hierarchical nanostructured CuO with various morphologies and their application as anodes for lithium ion batteries, J. Power Sources, 195 (2010) 313-319.
19. Wang, B., Wu, X.-L. , Shu, C.-Y. , Guo, Y.-G. , Wang, C.-R. , Synthesis of CuO/graphene nanocomposite as a high-performance anode material for lithium-ion batteries, J. Mater. Chem., 20 (2010) 10661-10664.
20. Zhou, J. , Ma, L. , Song, H. , Wu, B. , Chen, X. , Durable high-rate performance of CuO hollow nanoparticles/graphene-nanosheet composite anode material for lithium-ion batteries, Electrochem. Commun., 13 (2011) 1357-1360.
21. Dubal, D.P. , Gund, G.S. , Lokhande, C.D. , Holze, R. , CuO cauliflowers for supercapacitor application: Novel potentiodynamic deposition, Mater. Res. Bull., 48 (2013) 923–928.
22. Stoller, M.D. , Park, S. , Zhu, Y. , An, J. , Ruoff, R.S. , Graphene-Based Ultracapacitors, Nano Lett., 8 (2008) 3498-3502.
23. Hummers Jr, W.S. , Offeman, R.E. , Preparation of graphitic oxide, J. Am. Chem. Soc., 80 (1958) 1339-1339.
24. Fakhri, A., Adsorption characteristics of graphene oxide as a solid adsorbent for aniline removal from aqueous  solutions: Kinetics, thermodynamics and mechanism studies. Journal of Saudi Chemical Society, 2013.
25. Pendashteh, Afshin , Moosavifard, Seyyed Ebrahim , Rahmanifar, Mohammad S. , Highly Ordered Mesoporous CuCo2O4 Nanowires, a Promising Solution for High-Performance Supercapacitors, Chemistry of Materials.
26. Lee, J.W. , Hall, A.S. , Kim, J.-D. , Mallouk, T.E. , A Facile and Template-Free Hydrothermal Synthesis of Mn3O4 Nanorods on Graphene Sheets for Supercapacitor Electrodes with Long Cycle Stability, Chem. Mater., 24 (2012) 1158-1164.
27. Mai, Y.J. , Wang, X.L. , Xiang, J.Y. , Qiao, Y.Q. , Zhang, D. , Gu, C.D. , Tu, J.P. , CuO/graphene composite as anode materials for lithium-ion batteries, Electrochim. Acta, 56 (2011) 2306-2311.
28. Hu, C. C. , Tsou, T. W. , Electrochem. Commun. 2002, 4, 105.