Publication: Akrilat esaslı uv ışınlarıyla sertleşebilen reçinelerin sol-jel tekniğiyle modifiye edilerek diş dolgu malzemesi olarak kullanılması
Abstract
AKRİLAT ESASLI UV IŞINLARIYLA SERTLEŞEBİLEN REÇİNELERİN SOL-JEL TEKNİĞİ İLE MODİFİYE EDİLEREK DİŞ DOLGU MALZEMESİ OLARAK KULLANILMASI Günümüzde kullanılmakta olan, UV ışınlarıyla sertleşebilen diş dolgu malzemelerinde hidrolitik kararlılık ve akrilat kökenli yapılarına bağlı olarak sertleştirme sonrası büzülmelerden dolayı boyutsal kararlılık sağlanmasında sorunlar yaşanmaktadır. Bu durum, dolgunun dişe yapışmaması ve zaman içinde işlevini yapamadan düşmesine neden olmaktadır. Bu problemi halletmiş birkaç uluslar arası firma bulunmasına rağmen genel sorunlar güncelliğini korumaktadır. Söz konusu malzemenin geliştirilmesi ile sağlık gereçleri üretimi yapan birçok firma seramik malzeme üretimi sırasında oluşan gözle görülür küçük hataların tamiri yoluyla defolu olarak kullanılamayan malzemelerin kazanılmasında önemli bir tasarruf sağlanacaktır. Sol-jel yöntemi, metal-alkoksitlerin hidrolizi ve kondenzasyon mekanizması ile polimerleşmesi(sol) ve bir inorganik ağ oluşturulması(jel), ardından inorganik ağın bağlı olduğu polimerize olabilen grupların termal ya da yüksek enerjili ışıma yardımıyla reaksiyon vermesine dayanır. Sol-jel yöntemi seramik materyallerin sol olarak hazırlanması, solün jelleşmesi ve solventin uzaklaştırılması metodudur. Sol, katı materyallerin bir likit içerisindeki kolloidal süspansiyonu ile hazırlanır. Bu materyaller çeşitli organik ligandlarla çevrelenmiş metaller veya metaloidlerdir. Bu çalışmada metal alkoksiti olarak tetraetoksisilan(TEOS) sol-jel metoduyla asidik şartlarda hidroliz edildi. TEOS sol-jel yöntemi için çok uygun bir materyaldir. Düşük reaktivitesi hidrolizin takibini ve reaksiyonun kontrolünü kolaylaştırır. Sol-jel yöntemi ile hazırlanıp UV ışınları ile sertleşen materyaller %100 katı içeriğine sahip, daha düşük enerji tüketimine gereksinim gösteren, daha kaliteli ve en önemlisi çevre dostu materyallerdir. Organik polimer materyallerle kıyaslandığında, hibrit sol-jel yenileme materyalleri yüksek kimyasal ve mekanik dayanıklılık, yüksek optik özellikler, dental yüzeylere karşı daha iyi uyumluluk gösterirler. Bunların dışında hibrit malzemeler düşük su absorpsiyonu ve su buharı geçirgenliğine de sahiplerdir. Epoksi akrilat oligomerler, epoksi oligomerlerin yüksek kimyasal dayanımları, kuvvetli yapışma özellikleri ve aşınma dayanımları ile akrilatların hava koşullarına karşı yüksek dayanımları ve yüksek optik özelliklerini bir arada bulunduran üstün nitelikli oligomerlerdir. Tüm bunların yanı sıra akrilatların ışığa karşı dayanımlarının yüksek oluşu bu tür oligomerlerin UV ışınları ile çok daha kolay reaksiyon vermesine eden olmaktadır. Bu çalışmada UV-ışınları ile sertleşebilen üretan modifiye akrillenmiş siklo alifatik epoksi (A, Y, Ş, E) oligomerleri sentezlendi. Bu amaçla ilk adımda akrillenmiş siklo alifatik epoksi oligomeri sentezlendi, ikinci adımda ise oligomer üzerindeki oksiran(epoksi) halkalarının açılması ile oluşan hidroksil grupları değişik oranlarda IPTMS ile reaksiyona sokularak inorganik modifiye üretan epoksi akrilat oligomerleri elde edildi (organik faz). Bunun yanı sıra tetraetoksisilan(TEOS) uygun miktarlarda su, tetrahidrofuran(THF) ve p-toluensülfonikasit(TSA) ilavesi ile asidik şartlarda hidroliz edildi (inorganik faz). Daha sonra elde edilen farklı modifikasyon derecelerine sahip (A, Y, Ş, E) oligomerlerine, farklı oranda Si içerecek şekilde hidroliz edilmiş TEOS ve fotobaşlatıcı ilave edilidi(hibrit ağ). Bu formülasyonlardan uygun miktarlarda cam kalıp üzerine dökülerek hazırlanan serbest filmlere mekanik testler, TGA (Termal Gravimetrik Analiz), Si-NMR ve SEM analizleri yapıldı. Ayrıca formülasyonların her biri 3cm çapındaki teflon halka içinde soğuk akrilat olarak adlandırılan reçine içine gömülen boyuna kesilmiş arka küçük azı dişleri üzerine uygulanarak UV ışınları ile sertleştirildi. Böylece arka küçük azı dişlerinin kaplanmasıyla, dişin dış etkenlere karşı dayanımının iyileştirilmesi sağlandı. Hazırlanan hibrit malzemelerin, yüzey kaplama ve dolgu malzemesi olarak göstermiş oldukları özellikler ASTM ve DIN standartlarına göre incelendi.
UV CURABLE ACRYLATE-BASED RESINS THAT CAN MODIFIED BY SOL-GEL PROCESS AS A DENTAL RESTORATIVE MATERIAL Environment and public health concerns have forced the coating industry to develop and produce bening restorative materials with low or zero volatile organic compound (VOC) emissions. With the effect of international environment protection deals, market of these kind of coatings is being increased %5–7 in each year. Sol-gel process depends on, formation of inorganic network with hydrolysis and condensation of metal alkoxides followed by a reaction of polymerisable groups on inorganic network with thermal or high energy radiation. The sol-gel process is a method to synthesize ceramic materials by preparation of a sol and removel of the solvent. The sol, a colloidal suspension of solid materials in a liquid, is prepared from precurcors. These precurcors are metal sor metalloids surrounded by various organic ligands. In this study the metal alkoxide tetraethoxzsilan (TEOS) is hydrolysis makes it possible to follow and control the reactions. UV curable materials have 100% solid content, lower energy consumption, beter quality skills and cause less environmental pollution which are sythesize by the sol-gel process. Compared with organic polymer materials, the hybrid sol-gel restorative materials also manifest some advantages such as low optical propagation loss, high chemical and mechanical stabilities as well as good compability with dental surface to be restorated. Besides that hybrid materials have low water absorption and water vapor permeability. Epoxy acrylate oligomers due to epoxy functionality, have high chemical resistance, strongly adhesion and abrasion resistance, and due to acrylic functionality, have high optical properties, air conditions resistance. In this study, UV curable urethane modified cycloaliphaticepoxyacrylate oligomers (A,Y,Ş,E) was synthesized. In this oligomer, IPTMS was used for both synthesis of urethane groups and hybrid materials. First of all, acrylated epoxy oligomer was synthesized and than –OH groups, which were formed by opening of oxirane ring on oligomer; were reacted with different theoric ratios of IPTMS. However tetraethoxysilan(TEOS) was hydrolised under the acidic conditions by amount of H2O, THF and p-TSA:(Inorganic phase). Than standart mixtures that consist of different amount silica content, hexandioldiacrylate(HDDA), photoinitiator(ırgacure-184) with A,Y,Ş and E oligomers were prepared:(Hybrid Network). Free films obtained by pouring of these mixtures on a glass mold, for mechanical tests, TGA (Thermal Gravimetry Analyse), Si-NMR and SEM (Scanning Electron Microscopy) analyses were obtained. By this way, properties of these polymeric films as surface coating materials are investigated with ASTM and DIN standards.
UV CURABLE ACRYLATE-BASED RESINS THAT CAN MODIFIED BY SOL-GEL PROCESS AS A DENTAL RESTORATIVE MATERIAL Environment and public health concerns have forced the coating industry to develop and produce bening restorative materials with low or zero volatile organic compound (VOC) emissions. With the effect of international environment protection deals, market of these kind of coatings is being increased %5–7 in each year. Sol-gel process depends on, formation of inorganic network with hydrolysis and condensation of metal alkoxides followed by a reaction of polymerisable groups on inorganic network with thermal or high energy radiation. The sol-gel process is a method to synthesize ceramic materials by preparation of a sol and removel of the solvent. The sol, a colloidal suspension of solid materials in a liquid, is prepared from precurcors. These precurcors are metal sor metalloids surrounded by various organic ligands. In this study the metal alkoxide tetraethoxzsilan (TEOS) is hydrolysis makes it possible to follow and control the reactions. UV curable materials have 100% solid content, lower energy consumption, beter quality skills and cause less environmental pollution which are sythesize by the sol-gel process. Compared with organic polymer materials, the hybrid sol-gel restorative materials also manifest some advantages such as low optical propagation loss, high chemical and mechanical stabilities as well as good compability with dental surface to be restorated. Besides that hybrid materials have low water absorption and water vapor permeability. Epoxy acrylate oligomers due to epoxy functionality, have high chemical resistance, strongly adhesion and abrasion resistance, and due to acrylic functionality, have high optical properties, air conditions resistance. In this study, UV curable urethane modified cycloaliphaticepoxyacrylate oligomers (A,Y,Ş,E) was synthesized. In this oligomer, IPTMS was used for both synthesis of urethane groups and hybrid materials. First of all, acrylated epoxy oligomer was synthesized and than –OH groups, which were formed by opening of oxirane ring on oligomer; were reacted with different theoric ratios of IPTMS. However tetraethoxysilan(TEOS) was hydrolised under the acidic conditions by amount of H2O, THF and p-TSA:(Inorganic phase). Than standart mixtures that consist of different amount silica content, hexandioldiacrylate(HDDA), photoinitiator(ırgacure-184) with A,Y,Ş and E oligomers were prepared:(Hybrid Network). Free films obtained by pouring of these mixtures on a glass mold, for mechanical tests, TGA (Thermal Gravimetry Analyse), Si-NMR and SEM (Scanning Electron Microscopy) analyses were obtained. By this way, properties of these polymeric films as surface coating materials are investigated with ASTM and DIN standards.