CHƯƠNG 1: TONG QUAN 1.1 Lich sử hình thành va phát triển xi măng thủy tinh ionomer (GIC) dùng dé chỉ các loại xi-măng ho glass polyalkenoate, tên gọi này chính thức được thông qua bởi tô chức tiêu chuẩn hóa quốc tế ISO 9917-1:2007{1]. Vật liệu GIC là kết hop của hai thành phan cơ bản gdm bột thủy tinh (alumo-silicate glass) và dung dich polymer của carboxylic acid (polyacid), được trộn bang phương pháp thích hợp dé tao thành hỗn hợp hồ đóng rắn nhanh nhờ phan ứng acid — base. Tình hình nghiên cứu GIC trên thể giới Các nghiên cứu đầu tiên về một loại vật liệu có thể thay thế xPmang silicate dùng trong tram răng trong nha khoa đã được thực hiện từ những nam cuối thé ky VIL Đến thê ký XIX, GIC thương mại đâu tiên có tên là Aluminosilicate Polyacrylate — 1 (ASPA - Ð được chế tạo bởi Wilson va Kent vào năm 1969 [2], tuy nhiên ASPA-I vẫn còn rất nhiều nhược điểm như thời gian dong ran nhanh, cường độ thấp. Những nghiên cứu trong các năm tiếp theo nhằm cải tiến các tính chất của vật Hiệu GIC băng cách thêm tartaric acid [3], nhựa resin-modifide [4], kết hợp bột thủy tinh với kim loại (bạc) [Š}, aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide |6].
Cho đến hiện nay đã có rất nhiều loại vật liệu GIC khác nhau được tao ra với nhiêu đặc tính mdi. Tuy nhiên, các tính chất vật lý (khả năng chống mai mòn, độ bên nén „ cường độ uốn, độ cứng bề mặt,.), khả năng giải phóng Fluoride tương đối thấp van còn là thách thức cho các nhà nghiên cứu. Bên cạnh việc thay đối thành phan của bột thủy tinh và dung dich lỏng, một số nghiên cứu đã chí ra kích thước hạt bội thay tinh cũng có ảnh hướng đáng kê đến các tính chất cơ học của GIC. Hay nói cách khác điện tích bê mặt hạt bột ảnh hưởng đến phản ứng hình thành xi-măng và tính chất cơ học của nó [7].
Báo cáo của Akira Mitsuhasi và các cộng sự năm 2003 [8], nhóm nghiên cứu tiến hành các thí nghiệm kiểm tra tính chất của GIC trên bốn kích thước hat trung bình là 25pm; 10um:; Sum và 2cm. Kêt quả chỉ ra răng các hat nhỏ min (10Hm; Sum và 2Hm) sé có điện tích bé mặt tiếp xúc với dung dich polyacid nhiêu hơn, dan đến tốc độ phan ứng nhanh hơn, làm giảm thời gian đóng ran, ting độ nhót của hỗ xi măng, cần trở thao tác tao hình. Tuy nhiên, điện tích bê mặt cao sẽ tăng sự gan kết giữa các hạt bột, cai thiện kha năng chịu mài mòn, độ cứng bề mặt và độ bền nén của mẫu. N gược lại, các hạt thô làm giảm độ nhớt của hồ, nhưng điện tích bê mặt không cao làm giảm độ bên nén của mẫu GIC.
Một nghiên cứu năm 2014 của Leon H. Prentice và cộng sự [9] cho thay răng sự kết hợp cua các kích cỡ hat bột thủy tĩnh có cùng thành phân tạo thành xi-mang GIC với cơ tính tốt hơn. Nhóm nghiên cứu đã kết hợp bột thủy tính có kích thước trung binh là 9 6tưm và 3,31um với các ty lệ khác nhau. Khi ty lệ hat bột lớn chiếm wu thé (khoảng 70 đến 80%) sẽ cho cường độ mẫu xi-măng tốt hơn, Sự kết hợp của hai kích thước hat đã lam tang wu điểm và khac phục nhược điểm về cơ tính của vật liệu GIC.
Ngoài ra, nghiên cứu tạo hình của bột thủy tĩnh đạng cầu là một điểm mới trong quá trình nghiên cứu cái tiền cơ tính của GIC [10].1 và các cộng sự [11] đã tạo bột thủy tinh có dang câu băng phương pháp phun xử lý nhiệt plasma. Kết quả cho thay nhóm hạt câu có phân bồ hạt từ 0.5 dén 40,0 um, với kích thước hạt 9,0um cho độ bên nén và độ cứng vicker rất tốt, tương đương với các gia tri cường độ của mẫu bột thương mại, Tink hình nghiên cứu GIC tại Viet Nam Mặc dù GIC đã được nghiên cửu nhiều năm trên thé giới, Song tại Việt Nam dé tài này khá mới mẻ, tình hình nghiên cứu vẫn còn nhiều han chế. Nghiên cứu về vật Hiệu GIC tại Bộ môn Silicate — Trường Đại học Bách khoa - DHOG TP.HCM được thực biện lần đầu bới nhóm nghiên cứu vào năm 2014. Kết quả sơ khới của nghiên cứu tạo được GIC trong điều kiện phòng thí nghiệm có khả năng đóng rắn, tạo được cường độ nhưng vẫn còn thấp do kha năng tương hợp kém của bội thủy tinh trong dung dich long.
Từ đó tôi chọn ý tướng cho luận văn là cái thiện độ bền nén của vật liệu GIC đồng thời khảo sát khả nang giải phóng Fluoride.2 Tính chat của vật liệu tram rằng Một vật liệu được dùng đề tram rang can phải có những đặc tính như sau [12] Vừa khít với các thành, vách, góc, lỗ răng cần tram. V LÁ Bám đính tốt vào thành lỗ trám, không thâm nước, không để nước lọt qua. ¬ Có độ bên nén đủ lớn để chống Lại các ứng suất cơ học. Có độ ôn định về thể tích cao, không biến dang, hệ số dan nở nhiệt gân với hệ số dan nở của răng.
KSAK Không tan trong mối trường miệng. Khong độc, không gây kích ứng cho các mô và cơ quan. Có độ dan nhiệt thấp. Có khá năng phòng ngừa, chồng lại nguy cơ tái phát sâu răng tại vị tri tiép xúc với vat liệu.
Về thâm mỹ, phải giếng màu răng và không đối màu theo thời gian, ⁄ Dé bao quan, để sử dung và có thé tháo ra khi cần, v Có gia thành vira phát, Ngoài những đặc tính trên, ngày nay một vật liệu tram rang lý tưởng còn phải co tính hoạt tính sinh học (kha nang hoa hợp tê bào sông và không gây độc hoặc thương ton đến chức năng sinh học), nghĩa là vật liệu đó cần đạt các yêu câu: Không gây hai cho tủy và mô mềm. V w Không chứa các chất có khả năng khuếch tán độc tính, giải phóng và đi vào hệ tuân hoàn, gây phan ứng độc toàn than. Không có các yếu tổ dé gây phan ứng di ứng. SAs Không có tiém năng gây ung thu.
Phải có tuôi thọ làm việc cao. LỄ tram it xâm phạm những vùng lành của răng (xâm lần mô răng tối thiêu).3 Phan loại xi-mang glass ionomer (GIC) Thông thường có thé phân loại GIC một cách truyền thống nhữ sau {13]: 6 Loại I: xi-măng tram và kết đính (kích thước hạt từ 13-19um và ty lệ trộn bột/dung dich là 1. Loại th xi-măng tram, phục hình (kích thước hạt la 50pm và ty lệ trộn bét/dung dich là 3:1). Bao gdm tran thâm mỹ va tram chịu lực.
Loại HÏ: xi-măng tram lót (dt nên), Có thé phân loại GIC dựa theo đặc tinh hóa, lý của nó, nhữ sau: Loại IV: chat bịt kín khe, 16 hở. Loại V: xi măng phục hình, điều chính răng. Loại VE: phục hồi một phân hoặc toàn bộ mao rang. Loại VH: loại có nhu cau giải phóng fluoride cao.
Loại VHI: xi-măng tram răng thâm mỹ, Loại LX: GIC dùng chuyên cho trẻ em, 1.4 Thành phần của GIC 14.1 Bội thúy tink 1.1 Thành phần Bột thủy tính có thành phần nguyên liệu chủ yêu là silica (SiO›), aluminum dioxide (A1,O3)}, calctum fluoride (CaF) strontram fuonde (SrFa) cryohte (N4 AlFa), aluminum phosphate (AIPO,}, phosphoric acid (H3,PO,). Tùy theo hệ vật liệu GÍC ma thành phân phối Hiệu khác nhau. Các phối liệu trên được nung Ớ khoảng nhiệt độ từ 1100-1500°C tuỳ theo nhiệt độ nóng chảy của mỗi hệ. Sau đó, hệ nóng chay được làm lạnh nhanh tạo thành thủy tinh và gia công thành bột Kích thước hạt trung bình thay đổi tùy theo yêu cầu sử dụng: nhỏ hon 25mm đối với xi- măng sắn và khoảng 45iœm đối với xi-măng tram, lót nên [14].
Vai trò của các thành phan nguyên liệu tạo bột thủy tinh cho GIC: e Atumina: tăng độ đục cho xi-măng, cải thiện tính thâm mỹ, cung cấp AB ® Silica: tang độ mo cho xi-mdang. e Fluoride: giám nhiệt độ nóng chảy phối liệu, chống sâu răng, tăng độ mờ cho xi-măng, tăng sức bên, tăng thời gian làm việc. e CaF»: tầng độ duc cho xi-mang, tang tinh chảy thành dong. e Aluminum phosphate: giảm nhiệt độ nóng chảy của phối liệu, tăng độ THỜ Của Xi-Mang.
e Cryole (Na:AlFs): tang độ mo của xi-mang, tầng tính chảy thành dong. Các thành phan ion trong xi măng ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian đóng rắn, cường độ xi măng cũng như tính thấm mỹ, Cân có định thành phan các ion nằm trong khoảng yêu câu nhất định để dam bảo GIC đạt được các tinh chất cần thiết, » Thanh phần 10 - 21% khối lượng Af' ( lệ AT” thấp hơn 10% khỏi lượng xi măng đóng rắn chậm hơn với một cường độ thấp hơn, lớn hơn 21% có rat khó tạo bột thủy tinh, nếu làm thủy tinh sẽ có độ mờ kém và tính thâm mĩ thấp). e Thanh phân 9-21% khối lượng SỈ” (thấp hơn 9% sẽ làm khó tạo thủy tinh, không nên lớn hơn 24% vì thời gian đóng ran chậm, cường độ thấp ảnh hưởng đến độ bên xi mang). » Thanh phần 1-20% khối lượng F (không nên nhỏ hơn 1% vì quá trình trên và thao tac xi mang trở nên khó khăn, lớn hơn 20% thời gian đóng rắn cuối cùng rat dai va làm xi măng tan nhiều trong nước do đó độ bên Của xi mang kém).
e Thanh phân 10-34% khối lượng Sr?°, Ca?! (thập hơn 10% sẽ lam tăng thời gian đóng rắn và khó tạo thủy tinh, lớn hơn 34% thời gian trộn và thao tác quá ngăn gây khó khăn trong việc sử dung xi mang. Trong trường hợp nay lại một lan nữa sự tan của xi man ø trong nước tăng ảnh hưởng đến độ bên). Vai trò của bột thủy tinh trong hệ GIC: e Tham gia phản ứng hóa hoc acid-base bình thành liên kết, e Phan hạt không phản ứng hết đóng vai trò như cốt liệu (gia cường) làm tăng độ bên nén , 1.2 Kích thước hạt Loại và kích thước hạt sẽ đóng góp tính chất gia công tạo hình, tốc độ đóng răn và cầu trúc vật ly sau cùng của từng loại vật liệu. Hat min được sử dụng cho xt mang phú, hat thô được sứ dụng cho vật liệu tram bởi vi no có thé cho độ mờ cao hon.
Có thé tạo hình bằng phương pháp sấy phun, nghiên khô, hóa học. Khi kích thước của bột thủy tinh giảm, khả năng phán ứng sẽ tốt hon. Xu hướng giám thời gian đóng rắn xảy ra khí các hạt có kích thước nano thay thé cho hat có kích thước micro. Fluoride b6 sung vao thủy tinh ở dang nano có thé làm giảm thời gian đóng rắn, tăng độ bên nén .