کاربردهای پلی اتر اترکتون (PEEK) در دندانپزشکی
شبیه سازی های واقعیت های مجازی، چه براساس واقعیت لمسی و یا با استفاده از مدلها، در حال تبدیل شده به عنصر ضروری در آموزش مدرن هستند. مزایای واقعیت مجازی در دندانپزشکی بعنوان یک روش یا مکمل برای بهبود مهارتهای ظریف، هماهنگی چشم و دست در محیط های پیش بالینی و غلبه بر جالش های مالی و علمی ناشی از این آموزشها بطور مداوم مورد ارزیابی قرار می گیرد. پلی اتر اترکتون (PEEK) یکی از پر کاربردترین پلیمرهای ترموپلاستیک نیمه کریستالی در هوانوردی و هوافضا است. این ماده جدید به دلیل استحکام، زیست سازگاری بالا، ترکیب پایین پلاک و خواص زیبایی نزدیک به ساختار طبیعی دندان با پیشرفت های تکنولوژی برای ظاهر زیبا و طبیعی دندان کاربرد گسترده ای دارد. هدف از این مطالعه بررسی PEEK، عملکرد و کاربردهای مختلف آن در دندانپزشکی است.
در پایان قرن بیستم، مولکول های پلیمری جدیدی مانند پلی (اکسی- فنیل- اکسی- فنیل کربونیل- فنیلن) کشف شده و بعنوان پلی اتراترکتون (PEEK) طراحی شدند. توسعه این ماده در صنعت شیمیایی امپریال (I.C.I) آغاز شد. کشف خواص فیزیکی منحصر به فرد این مواد پلیمری پیشرفت تکنولوژیکی قابل ملاحظه ای را بویژه در صنعت کامپوزیت به ارمغان آورده است. امروزه میتوان گفت که PEEK یک ماده ترموپلاستیک نیمه کریستالی با کارایی بالا است که به دلیل داشتن پایداری شیمیایی، حرارتی و مکانیکی عالی شناخته شده است. PEEK معمولآ در فناوری پیشرفته استفاده می شود؛ مدول یانگ آن در دمای محیط تا 260 درجه سلسیوس حدود 3.2 گیگا پاسکال است. در واقع، PEEK یکی از پلیمرهای مقاوم در برابر حرارت با دمای انتقال شیشه (Tg) در حد 143 درجه سلسیوس و دمای ذوب (Tf) تقریبآ 330 درجه سلسیوس است. در حال حاضر، PEEK جایگاه خوبی در زمینه هوافضا و خودرو بدست آورده است. در عین حال، در مقایسه با اکثر حلال های معمولی از مقاومت خوبی در برابر تجزیه شیمیایی و بیوشیمیایی برخوردار است و تنها در اسیدهای غلیظ خاصی مانند اسید سولفوریک، اسید متان سولفونیک یا اسید هیدروفلوریک حل می شود. با این حال، PEEK گزینه مناسبی برای کاربردهای صنعتی من جمله در محیط های خشن محسوب می شود. هچنین به دلیل خواص حرارتی، مکانیکی و مقاومت شیمیایی بالا یکی از پر کاربردترین پلیمرهای ترموپلاستیک نیمه کریستالی در حوزه هوانوردی و هوافضا است. به همین علت است که امروزه تحقیقات گسترده ای روی PEEK انجام شده است؛ بویژه در زمینه بهبود مقاومت سطحی کامپوزیت ها، چسبندگی و رفتار آنها در درازمدت.
مطالعه ای در Pedodontics در گروه علوم دهان و فک و صورت دانشگاه "سایپانزا" رم با شرکت بیماران 8-10 ساله آغاز شد که به دلیل زود افتادن دندان شیری ناشی از پوسیدگی یا کشیدن دندان به نگهدارنده دندان نیاز داشتند. در این مطالعه سه نمونه اولیه از وسایل ارتودنسی وجود داشت: قوس زبانی، نوار حلقه و صفحه متحرک. هدف از کاربرد این دستگاهها بدست آوردن فضای مناسب در حفره دهان کودکان و در نتیجه، تسهیل در کاشت نگهدارنده بود. کار با تولید قالب های اولیه معمولی شروع شده و سپس اسکن شدند. فایل های STL بدست آمده امکان ساخت دیجیتالی دستگاههای مورد نظر را فراهم می کرد که سپس توسط دستگاه فرز 5 محوره رولند چاپ شدند. در شکل زیر 3 نمونه بالینی انجام شده در این مطالعه ارائه شده است.
شکل 1:
در سال 2016، آندریک پوئولو و تیمش از PEEK در یک نوجوان 14 ساله با بریدگی جانبی فوقانی راست یا نیش فوقانی چپ استفاده کردند که در این نمونه، کاربرد PEEK بطور کلی از جنبه زیبایی شناختی بوده است. به نظر می رسد PEEK باتوجه به خواص مکانیکی ماده مناسبی برای کاربردهای دندانی باشد. با این حال، اتصال کافی بین آن و رزین های پوششی یک عامل کلیدی در تضمین پایداری آن محسوب می شود. توپوگرافی سطوح پیش درمان شدۀ PEEK با استفاده از میکروسکوپ الکترون روبشی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین کشش سطحی بستر نیز پس از نگهداری با آب معمولی در دمای 37 درجه سلسیوس به مدت 24 ساعت تا 60 رور ارزیابی شد. داده های بدست آمده با استفاده از آنالیز واریانس و سپس آزمون "اسچف" و "مربع کای" مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. نمونه های PEEK تیمار شده با اسید سولفوریک در مقایسه با نمونه های اتچ شده با اسید پیرانا یا تیمار نشده، انرژی آزاد و زبری سطح بالاتری دارند. این مطالعه اثرات سطح شیمیایی PEEK پیش تیمار شده با اسیدهای مختلف را در ترکیب با سیستم های چسب ارزیابی کرد که نشان دهندۀ افزایش بالقوۀ چسبندگی بین بستر PEEK و رزین های پوشش کامپوزیت است. نتایج بدست آمده نشان داد که تیمار سطحی PEEK میزان انرژی آزاد و زبری سطح را افزایش می دهد. برای بررسی اثرات تغییر آنها، چهارده صفحه دندان پلیمری با کارایی بالا (PEEK) با استفاده از نرم افزار طراحی توسعه یافته، سپس به دو گروه آزمایشی تقسیم شدند: هفت وجه معمولی با کانتور حاشیه ای خطی و هفت وجه دندانی با طرح حاشیه ای سینوسی جدید پیشنهادی. همه نمونه ها به بلوک های پلیمری متصل شدند که سطح باکال آنها بطور خاص برای هر گروه آماده شده بود. میزان چسب در شرایط آزمایشگاهی با اعمال نیروهای خمشی بر روی لبه انسیزال وجه ها در جهت باکولینگوال مورد آزمایش قرار گرفتند. این مطالعه افزایش 50 درصدی این نیروها را برای طراحی نوآورانه در مقایسه با طراحی معمولی نشان داد. روکش های PEEK با ضخامت 0.1-2 میلیمتر بر روی بستر Ti6AI4V با پرس گرم سنتز شدند. تأثیر ضخامت های PEEK بر اصطکاک و رفتار سایشی ساختارهای PEEK در این بستر تحت لغزش متقابل در برابر بدنه کنترل آلومینا در بزاق مصنوعی در دمای 37 درجه سلسیوس نیز مورد بررسی قرار گرفت.
PEEK به دلیل زیست سازگاری، خواص مکانیکی بالا و سبک وزن بودن در حوزه های ارتوپدی، ترمیم استخوان، ارتودنسی بعنوان جایگزین نخهای فلزی در پروتزهای ثابت بجای چارچوب های سنتی و در پروتزهای متحرک بعنوان یک ماده مناسب بجای کبالت کروم کاربرد دارند.
