TÜRKİYE CUMHURİYETİ ANKARA ÜNİVERSİTESİ SAĞLIK BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ. Deniz DELİKTAŞ DİŞ HASTALIKLARI VE TEDAVİSİ ANABİLİM DALI DOKTORA TEZİ

Transkript

1 TÜRKİYE CUMHURİYETİ ANKARA ÜNİVERSİTESİ SAĞLIK BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ FARKLI IŞIK CİHAZLARIYLA POLİMERİZE EDİLEN İKİ KOMPOZİT REZİNİN YÜZEY SERTLİĞİ ÜZERİNE ÇEŞİTLİ LİKİTLERİN ETKİSİ Deniz DELİKTAŞ DİŞ HASTALIKLARI VE TEDAVİSİ ANABİLİM DALI DOKTORA TEZİ DANIŞMAN Prof. Dr. Nuran ULUSOY ANKARA

2 2 Ankara Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Diş Hastalıkları ve Tedavisi Ana Bilim Dalı Doktora Programı çerçevesinde yürütülmüş olan bu çalışma, aşağıdaki jüri tarafından Doktora Tezi olarak kabul edilmiştir. Tez Savunma Sınavı: 06/02/2006 İmza Prof. Dr. Nuran ULUSOY Ankara Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi Jüri Başkanı (Danışman) İmza Prof. Dr. Osman GÖKAY Ankara Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi İmza Prof. Dr. Meserret BAŞEREN Hacettepe Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi İmza Prof. Dr. Gül ÖZGÜNALTAY Hacettepe Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi İmza Doç. Dr. Perihan ÖZYURT Ankara Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi

3 3 İÇİNDEKİLER Kabul ve Onay İçindekiler Önsöz Simgeler ve Kısaltmalar Şekiller Dizini Çizelgeler Dizini Resimler Dizini ii iii v vi viii ix x 1. GİRİŞ 1.1. Kompozit Rezin Esaslı Dolgu Maddeleri Kompozit Rezin Esaslı Dolgu Maddelerinin Yapısı Organik Matriks Ara Bağlayıcılar İnorganik Doldurucular Kompozit Rezin Esaslı Dolgu Maddelerinin Sınıflandırılması Kompozit Rezinlerle İlgili Son Gelişmeler Polimer ve Polimerizasyon İlave Polimerizasyon (Katılma Polimerizasyonu) Kondensasyon Polimerizasyonu Kopolimerizasyon Çapraz Bağlantı Polimerizasyon Safhaları Kompozit Rezinlerin Polimerizasyon Sistemleri Görünür Işık Polimerizasyon Cihazları Lazer Işık Polimerizasyon Cihazları Plazma Ark Işık Polimerizasyon Cihazları Quartz Tungsten Halojen Işık Kaynağı LED (Light Emitting Diode) Işık Kaynakları (Işık Yayan Diyot) Polimerizasyon Derinliği ve Belirleme Yöntemleri Restoratif Materyallerin Yüzey Sertliklerinin Ölçülmesi 68

4 Sertlik Ölçüm Metotları Brinell Sertlik Ölçüm Testi Rockwell Sertlik Ölçüm Testi Vickers Sertlik Ölçüm Testi Knoop Sertlik Ölçüm Testi Shore Sertlik Ölçüm Testi Mohs Sertlik Ölçüm Testi Barcol Sertlik Ölçüm Testi Yiyeceklerin Etkilerini Taklit Eden Likitler GEREÇ ve YÖNTEM 2.1. Deneyde Kullanılan Materyaller Deneyde Kullanılan Cihazlar CHARISMA Hibrit Kompozit Rezin GRANDIO Nano Hibrit Kompozit Rezin Deneyde Kullanılan Cihazlar Halojen Işık Polimerizasyon Cihazı LED Işık Polimerizasyon Cihazı Barcol Sertlik Ölçüm Cihazı Test Örneklerinin Hazırlanması BULGULAR 3.1. Test Sonuçlarının Değerlendirilmesi 94 TARTIŞMA 105 SONUÇ VE ÖNERİLER 161 ÖZET 163 SUMMARY 165 KAYNAKLAR 167 ÖZGEÇMİŞ 193

5 5 ÖNSÖZ Tez çalışmamın yapılmasında emeği geçen başta anabilim dalı başkanımız ve danışmanım Prof. Dr. Nuran ULUSOY olmak üzere, tez çalışmama katkıda bulunan bütün bölüm hocalarıma ve tez çalışmam boyunca bana yardım eden, desteklerini esirgemeyen bölüm arkadaşlarıma teşekkür ederim. Deneylerde kullandığım likitlerin temini ve hazırlanması konusundaki yardımları için bölümümüz öğretim üyesi Prof. Dr. Osman GÖKAY a, Ankara Üniversitesi Fen ve Mühendislik Fakültesi Kimya Mühendisliği öğretim üyesi Prof. Dr. Zeki AKTAŞ a ve Ankara Üniversitesi Eczacılık Fakültesi araştırma görevlisi Uzman Ecz. Evren ALGIN a, deney örneklerinin ölçümü sırasındaki katkıları, ilgisi ve ayırdığı zaman için O.D.T.Ü. Mühendislik Fakültesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği öğretim üyesi Prof. Dr. Alpay ANKARA ya, istatistiksel değerlendirmeler konusundaki yardımları için Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Biyometri ve Genetik Anabilim Dalı öğretim üyesi Prof. Dr. Zahide KOCABAŞ a teşekkür ederim. Hayatımın her alanında olduğu gibi doktora eğitimim sırasında da beni hep destekleyen, her zaman yanımda olan anneme, babama, kardeşime ve nişanlım Bora TÜRKOĞLU na yardımları, emekleri, sabırları ve sevgileri için teşekkür ederim.

6 6 SİMGELER VE KISALTMALAR nm Nanometre N Normalite Bis-GMA Bisfenol A glisidil metakrilat UDMA Ürethan dimetakrilat TEGDMA Trietilen glikol dimetakrilat EGDMA Etilen glikol dimetakrilat OPB Ortalama partikül büyüklüğü ACTA Academisch Centrum Trandheelkunde Amsterdam α Alfa µm Mikrometre C Derece santigrat s Saniye Derece ph Ortamdaki hidrojen iyonlarının konsantrasyonu mm Milimetre CO 2 Karbondioksit O 2 SiO 2 H 2 O SiOH NaOH C-H H COOH Oksijen Silisyum dioksit Hidrojen dioksit Silisyumhidroksit Sodyumhidroksit Karbon hidrojen bağı Hidrojen Hidroperoksit % Yüzde mw Miliwatt mw/cm 2 Miliwatt/santimetrekare LED Light Emitting Diode (Işık yayan diyot)

7 7 PAC Plazma Ark Curing C=C Reaksiyona girmemiş monomer (Karbon çifte bağ karbon) FTIR Fourier Transform Infrared Spektrometre HV Vickers sertliği KHN Knoop sertlik değeri kg Kilogram FDA Yiyecek ve İçecek Yönetimi (cal/cm 3 ) 1/2 (kalori/santimetreküp) 1/2 cm 2 s -1 santimetrekare/saniye J 1/2 m 3/2 joule 1/2 metre -3/2 Si-O-Si Silisyum oksit silisyum µ Mikron ml Mililitre M Molarite < Küçük > Büyük Büyük ve eşit n Örnek sayısı SEM Scanning elektron mikroskop _ X SX U.V. Ortalama değer Standart sapma Ultraviyole

8 8 ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 1.1. Bis-GMA ve TEGDMA nın yapı formülü Şekil 1.2. Kamferokinonun yapısı Şekil 1.3. Silan molekülünün yapısı Şekil 1.4a. Mikrohibrit kompozit rezinlerin bitirme ve cila işlemleri öncesi ve sonrası yüzeyleri Şekil 1.4b. Nanokompozitlerin bitirme ve cila işlemleri öncesi ve sonrası yüzeyleri Şekil 1.5. Kamferokinonun absorsiyon eğrisi Şekil 1.6. Heptanın molekül modeli resmi Şekil 1.7. Etanolun molekül modeli resmi Şekil 1.8. Sitrik asitin molekül modeli resmi Şekil 2.1. Çalışma düzeneğini gösteren şematik diyagram Şekil 2.2. Örneklerin hazırlanması Şekil 3.1. Polimerizasyonlarını takiben 1 hafta süre ile havada saklanan farklı kompozit-ışık cihazı kombinasyonlarının ortalama Barcol sertlik değerleri Şekil 3.2. Polimerizasyonlarını takiben 1 hafta süreyle distile suda saklanan farklı kompozit-ışık cihazı kombinasyonlarının ortalama Barcol sertlik değerleri Şekil 3.3. Polimerizasyonlarını takiben 1 hafta süre ile heptanda saklanan farklı kompozit-ışık cihazı kombinasyonlarının ortalama Barcol sertlik değerleri Şekil 3.4. Polimerizasyonlarını takiben 1 hafta süre ile %75 etanol-su solüsyonunda saklanan farklı kompozit-ışık cihazı kombinasyonlarının ortalama Barcol sertlik değerleri Şekil 3.5. Polimerizasyonlarını takiben 1 hafta süre ile sitrik asit solüsyonunda saklanan farklı kompozit-ışık cihazı kombinasyonlarının ortalama Barcol sertlik değerleri

9 9 ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 1.1. Nano Doldurucu İçeren Bazı Kompozit Ürünleri Çizelge 1.2. Çeşitli lazer tipleri ve kullandıkları ışık dalga boyları Çizelge 1.3. Yiyecekleri taklit eden çeşitli likitler ve çözünürlük parametreleri Çizelge 2.1. Çalışmada kullanılan materyaller Çizelge 2.2. Çalışmada kullanılan likitler Çizelge 2.3. Çalışmada kullanılan cihazlar Çizelge 2.4. Çalışmada yer alan deneysel işlemler Çizelge 3.1. Varyans analizi ile değerlendirilen tüm gruplara ait Barcol yüzey sertlik değerlerinin ortalamaları ve standart hataları Çizelge 3.2. Grandio kompozit rezin örneklerinin Barcol yüzey sertlik değerleri üzerine kullanılan polimerizasyon cihazlarının ve saklama solüsyonlarının etkisini gösteren Duncan testi sonuçları Çizelge 3.3. Duncan testi sonuçlarına göre Charisma kompozit rezin örneklerinin Barcol yüzey sertlik değerleri üzerine kullanılan farklı polimerizasyon cihazlarının ve saklama solüsyonlarının etkisi Çizelge 3.4. Halojen ışık cihazı ile polimerize edilen örneklerin Barcol yüzey sertlik değerleri üzerine Grandio ve Charisma kompozit rezinlerinin ve saklama solüsyonlarının etkisini gösteren Duncan testi sonuçları Çizelge 3.5. Duncan testi sonuçlarına göre LED ışık cihazı ile polimerize edilen örneklerin Barcol yüzey sertlik değerleri üzerine Grandio ve Charisma kompozit rezinlerinin ve saklama solüsyonlarının etkisinin karşılaştırılması Çizelge 3.6. Çalışmada kullanılan tüm grupların yüzey sertlik değerlerinin Duncan Testi ile karşılaştırılması

10 10 RESİMLER DİZİNİ Resim 1.1. Nanofil dolduruculu kompozitlerin yapısı Resim 1.2. Hibrit dolduruculu kompozitlerin yapısı Resim 1.3. A 5-75nm OPB deki (ortalama partikül büyüklüğü) nanomer partiküllerinin, B 1µ OPB deki nanocluster partiküllerinin, C ise 1µ OPB deki hibrit dolduruculu kompozitlerin şematik ve transmisyon elektron mikroskop görüntüleri Resim 1.4. Nanokompozit materyallerin optiksel özelliklerinin diğer tip kompozitlerle karşılaştırılması Resim 1.5. Brinell testinde kullanılan çelik bilya ve Rockwell testinde kullanılan konik uç Resim 1.6. Vickers testinde kullanılan 136 lik piramit şeklindeki elmas uç ve Knoop testinde kullanılan piramit şeklindeki uç Resim 1.7. Farklı sertlik testlerinde batıcı uç ile oluşturulan izler Resim 2.1. Halojen ışık polimerizasyon cihazı Resim 2.2. LED ışık polimerizasyon cihazı Resim 2.3. Barcol yüzey sertlik ölçüm cihazı Resim 2.4.Üst yüzeyleri işaretlenmiş 2 mm kalınlıktaki pleksiglass kalıplar üzerindeki kompozit örneklerin yerleştirildiği yuvalar Resim 2.5. Örneklerin dik olarak yerleştirilip saklandığı koyu renkli cam şişenin ağzı kapatılmadan önce ve kapatıldıktan sonraki görünümü

11 11 1. GİRİŞ Günümüze kadar en yaygın olarak kullanılan dental restoratif materyal amalgamdır. Bilinen en eski dolgu maddesi olan amalgamın dayanıklı olması, uygulama kolaylığı ve ucuzluğu tercih edilmesinde büyük rol oynamıştır. Fakat tutucu olmaması, kopma ve gerilmeye karşı dayanıksızlığı, estetik olmayan rengi, ısı ve elektriği iletmesi, ağız içinde galvanik akımlara neden olması, korozyonu sonucu dentin kanalları içine metal alaşımlarının göçü ile dişte renklenmelere yol açması, yapısında insan sağlığını ve çevreyi etkileyen toksik civa içermesi dezavantajları arasındadır. Bütün bunlara ilave olarak kaviteye mekanik olarak tutunma sağlamak için yapılan preparasyon yüzünden gereksiz madde kaybına neden olması araştırıcıları alternatif restoratif materyaller bulmaya yöneltmiştir (Newman, 1991; Leinfelder, 1993; Gross, 2001). Diş hekimliğinde estetik restoratif materyal olarak silikat siman, akrilik rezin, cam iyonomer siman ve kompozit rezinler kullanılmıştır (Leinfelder, 1985; Willems ve ark., 1993; Dayangaç, 2000; Craig ve Powers, 2002). Silikat siman 1878 yılında geliştirilmiş ilk diş rengindeki estetik dolgu materyalidir. Toz ve likit karışımından oluşan bu simanın en önemli avantajı antikaryojenik özellik sağlayan yavaş florür salımıdır. Restoratif amaçla kullanılır. Toz; asitte çözünebilen bir cam olan ince olarak öğütülmüş bir seramiktir. %40 oranında silika, %30 oranında alümina ve sodyum florürden oluşur. Likit bileşimi çinko fosfat siman ile aynı olup tek fark, alüminyum fosfatın yanısıra tamponlama maddesi olarak çinko ve alüminyum fosfat kullanılmasıdır. Tamamen inorganik maddelerden oluşan silikat simanların gerilme direnci düşüktür. Çiğneme kuvvetlerine karşı dirençsizdirler, translüsent değillerdir ve yüzey pürüzlülükleri fazladır. Zamanla pulpa damarlarında harabiyete ve hücre dejenerasyonuna, daha sonrada pulpada aseptik nekrozlara neden olması ve ağız likitleri tarafından erimesi nedeniyle çürük aktivitesi yüksek bireyler için önerilen bu materyal günümüzde artık kullanılmamaktadır (Bayırlı ve Şirin, 1985; Leinfelder, 1985; Willems ve ark., 1993; Zaimoğlu ve ark., 1993; Dayangaç, 2000; Craig ve Powers, 2002).

12 12 Akrilik rezinler 1930 yılında kullanılmaya başlanmıştır. Esas madde olan, organik metil metakrilat, oda sıcaklığında kimyasal yolla polimerize olarak polimetilmetakrilat zincirlerini oluşturur. Yüksek polimerizasyon büzülmesi ve diş yapısından yaklaşık on kat büyük olan termal boyutsal değişiklikleri restorasyonun marjinleri boyunca interfasiyal aralıklara yol açar. Oral sıvılar bu aralıklardan sızarak lekelenmelere, sekonder çürüklere ve pulpada zararlı etkilere neden olur. Kompozitlerin geliştirilmesi ile uygulama alanları sınırlandırılan bu materyaller günümüzde geçici amaçla akrilik veneer kronların onarımında ve bazı protetik işlemlerde kullanılmaktadır (Leinfelder, 1985; Willems ve ark., 1993; Mc Cabe ve Walls, 2000; Craig ve Powers, 2002) li yılların başında ilk kez Wilson ve Kent (1972) adlı araştırmacılar tarafından tanımlanan, Mc Lean ve Wilson (1977) tarafından geliştirilen cam iyonomer simanlar silikat ve polikarboksilat simanların olumlu özelliklerinin birleştirilmesiyle geliştirilmiştir. Toz kısmını floro-alümina silikat cam tanecikleri, likiti ise poliakrilik asit oluşturur. Diş sert dokularına kimyasal olarak bağlanabilen, florür salımı yapabilen, böylece kariyostatik ve antibakteriyel aktivite gösteren restoratif materyallerdir. Termal genleşme katsayısı dentine yakındır. Düşük polimerizasyon büzülmesi gösterirler. Florür uygulaması ile yeniden yükleme yapabilen ve biyolojik uyumluluğu olan bu materyallerin özellikle pedodonti kliniklerinde önemli kullanım alanları vardır (Leinfelder, 1985; Willems ve ark., 1993; Dayangaç, 2000). Bu olumlu özelliklerinin yanısıra sertleşme reaksiyonu esnasında hidrate olmaları, basınç ve gerilme dayanımlarının ve estetik özelliklerinin zayıf olması, düşük kırılma ve aşınma direnci göstermeleri, mikrosızıntının elimine edilememesi, çalışma süresinin kısa ve sertleşme süresinin uzun olması gibi dezavantajlara sahiplerdir (Wilson ve Kent, 1972; Mc Lean ve Wilson, 1977). Tüm bu dezavantajlar; materyallerin geliştirilmesi yönünde çalışmaların devam etmesine neden olmuştur ve kompozit rezinler geliştirilmiştir. İlk kez 1956 yılında diş hekimliğinde kullanılan kompozit, epoksi rezin ve eriyip birbiriyle kaynaşmış kuartz veya porselen partiküllerinin bir araya getirilmesiyle oluşturulmuştur (Bowen,

13 ). Daha sonra epoksi gruplarının yerine metakrilat gruplu hibrit bir monomer hazırlanmıştır (Bowen ve Rodriguez, 1962). Kompozit rezin restorasyonlardan beklenen özellikler arasında daha iyi adaptasyon, daha iyi estetik, kırılmaya karşı direnç, marjinal bütünlük, aşınmaya karşı direnç, düşük ısı iletkenliği, kararma ve korozyonun olmaması, düşük toksisite ve restorasyonun tek seansta bitirilebilmesi sayılabilir. İlk üretilen kompozitlerde, renk değişikliği, aşınma, sekonder çürük ve mikrosızıntıya bağlı olarak, okluzal ve aproksimal yüzeylerde başarısızlıklar ortaya çıkmıştır (Zaimoğlu ve ark., 1993; Jackson ve Morgan, 2000). Amalgama alternatif olarak üretilen, mine ve dentine bağlanabilen kompozit rezinler günümüze kadar önemli gelişmeler göstermişlerdir li yılların ortalarında, 1960 larda kullanılan büyük doldurucu partiküllü kompozitler yerine, küçük boyutlu doldurucu partiküller içeren kompozit rezinler geliştirilmiştir li yıllardan itibaren de doldurucu partikül boyutu küçük olan rezinler ile gelişmiş bonding ajanlar kullanılmaya başlanmıştır (Jackson ve Morgan, 2000). Kimyasal yolla polimerize olan kompozit sistemlerinden görünür ışıkla polimerize olan sistemlere geçiş, kompozitlerin uygulanmasında büyük kolaylıklar sağlamıştır. Konuyla ilgili çalışmalar sürdürülmüş ve geliştirilen fiziksel özellikleri, diş sert dokularına adezyonları ve geniş renk skalasına sahip görünümleri ile kompozitler, sadece ön grup dişlerde değil posterior dişlerde de yaygın kullanım alanına sahip restoratif materyaller olmuşlardır (Willems ve ark., 1993; Hickel ve ark., 1998; Dayangaç, 2000; Tagami ve ark., 2000; Craig ve Powers, 2002) Kompozit Rezin Esaslı Dolgu Maddeleri Uzun yıllardan beri estetik dolgu materyali olarak kullanılan kompozit rezinler ile adeziv teknikler modern diş hekimliğinin temeli haline gelmişlerdir. Kompozitlerin klinik kullanımları, formülasyonlarındaki gelişmelere, bonding işlemlerinin

14 14 basitleştirilmesine, hastaların artan estetik taleplerine, civa toksisitesine duyulan korku nedeniyle amalgam kullanımındaki azalmaya ve bazı hükümet politikalarındaki değişikliğe bağlı olarak artmıştır (Yap ve Mok, 2002). Kompozit terimi kelime olarak birbiri içinde çözülmeyen, erimeyen, birbirinden farklı, iki veya daha fazla kimyasal maddenin fiziksel olarak karışımı demektir. Bu karışımın sonucunda, maddeye istenilen özellikleri kazandırabilmek için seçilen materyallerin ortak özelliklerine sahip bir materyal oluşur (Lutz ve Phillips, 1983; Sturdevant ve ark., 1995; Peutzfeldt, 1997; Mc Cabe ve Walls, 2000). Diş hekimliğinde kompozit terimi ilk defa 1962 yılında bir tür akrilik rezin olan Bis- GMA (Bis fenol glisidil metakrilat esaslı) formülünün tanıtılmasıyla kullanılmaya başlanmıştır. Organik bir matriks, içerisinde belli oranlarda inorganik doldurucular ve doldurucuların organik matrikse tutunmasını sağlayan bağlayıcı kısımdan oluşan dolgu maddeleri veya organik polimer matriks tarafından çevrelenmiş inorganik parçacıklardan oluşan bir bileşim olarak tanımlanabilir (Leinfelder, 1985; Willems ve ark., 1993; Sturdevant ve ark., 1995; Peutzfeldt, 1997; Dayangaç, 2000; Tagami ve ark., 2000) Kompozit Rezin Esaslı Dolgu Maddelerinin Yapısı Geleneksel olarak kompozit rezinler silikat cam partiküllerinin akrilik monomer ile karışımından ibaretti. Kompozit rezinler zaman içerisinde doldurucu oranı, şekli, boyutu, cinsi ve monomer çeşitlerinin değiştirilip geliştirilmesi ile modifikasyonlara uğramıştır. Kompozit rezinler üç ana bileşenden oluşmaktadır (Crispin, 1994; Dayangaç, 2000 ). 1. Organik polimer matriks kısmı (Continuous phase) 2. Ara bağlayıcılar (Silane coupling agent) 3. Dağılmış inorganik doldurucu kısmı (Dispersed phase)

15 Organik Matriks Rezin sisteminin klinik performansını ve polimerizasyon derecesini organik matriks belirler. Kompozitlerin sertleşmesini sağlayan maddeler organik faz içinde değerlendirilir. Bu faz içinde monomerler, komonomerler, inhibitörler, polimerizasyon başlatıcıları ve U.V. (ultra viole) stabilizatörleri bulunmaktadır (Bayırlı ve Şirin, 1985). Monomer ve Komonomerler: Diş hekimliğinde kullanılan monomerlerin gelişimi incelendiğinde; ilk kullanılanların metil metakrilat rezinler olduğu görülür. Metil metakrilat oda sıcaklığında şeffaf olarak görülen bir sıvıdır. Karbon-karbon çift bağlarının oluşturduğu ilave bir mekanizma ile polimerize olarak, polimetil metakrilatı oluşturur. Polimetil metakrilat, başlangıçta protez yapımı için bir baz rezini olarak tanıtılmış, sonraları indirekt dolgu materyali olarak kullanılmıştır. Akrilik rezinlere benzer olarak su emme eğilimindedir. Bir zincir polimeri olduğundan, kloroform ve aseton gibi organik çözücülerde çözünür. Polimerizasyon büzülmesi, yüksek termal genleşme katsayısı, önemli ölçüde renklenme, ciddi pulpa zararları ve yüksek sekonder çürük gibi dezavantajları vardır (Peutzfeldt, 1997; Rawls, 2003). Zaman içerisinde metil metakrilat esaslı matriksin yerini Bis-GMA esaslı olanlar almıştır. İlk defa Bowen (1962) tarafından geliştirilen bu monomer; 2,2 bis [4-(2- hidroksi-3-metakrilosi propoksi) fenil] propandır. Önce bisfenol-a ve glisidilmetakrilattan, daha sonra bisfenol A nın diglisil eterinden ve metakrilik asitten elde edilmişlerdir. Monomerin polimerizasyonu, iki metil metakrilat grubunun karbon-karbon çift bağı aracılığıyla olur ve oluşan rezin, Bis-GMA adını alır (Sturdevant ve ark., 1995; Peutzfeldt, 1997) (Şekil 1.1.). Bis-GMA bir peroksit katalizör ve amin akseleratör kullanımı ile ilave polimerizasyon ve iki tane çift bağ yapabilir. Yüksek vizkoziteli, hemen hemen renksiz, çift fonksiyonlu bir monomer olup, düşük polimerizasyon büzülmesi, daha hızlı sertleşme, daha sert yüzey özellikleri gibi avantajları nedeniyle metil

16 16 metakrilattan daha üstündür (Van Noort, 2002). Nispeten geniş moleküller ve aromatik yapı, sertlik ve sıkışma direncini arttırır. Bowen in (1962) ortaya koyduğu bu aromatik monomerin, akışkanlığının az olması nedeniyle seyreltici monomer katılımını gerektirmesi, havanın polimerizasyonda kuvvetli bir inhibisyon etkisi yapması, bu formülden elde edilen rezin yapının yüksek viskozite özelliği, saf bir yapısal sentezinin oluşturulamaması gibi dezavantajlarının ortaya çıkmasından sonra çalışmalar yeni bir rezin matriks geliştirme yönünde olmuştur. Son yıllarda iyi adezyon sağlayan ve renk değişimine daha dirençli olan UDMA (ürethan dimetakrilat) monomer olarak kullanılmıştır. UDMA da farklı olarak bisfenol-a ya ait iskeletin yerini linear bir izosiyonat grubu almıştır. Her iki monomerin viskoziteleri yüksek olduğundan dilüe edebilmek için daha az viskoziteye sahip olan di veya tri metakrilat komonomerler ile karıştırılırlar. Bu amaç için en fazla kullanılan ajanlar, alifatik bir monomer olan TEGDMA (trietilen glikol dimetakrilat) ve EGDMA (etilen glikol dimetakrilat) dır (Şekil 1.1.) (Bayne ve ark., 1994; Söderholm ve Moriotti, 1999; Mc Cabe ve Walls, 2000). Şekil 1.1. Bis-GMA ve TEGDMA nın yapı formülü İnhibitörler: Kompozit dolgu maddesinin ısı, ışık ve diğer kimyasal yollarla kendi kendine polimerize olmasını engellemek ve raf ömrünü arttırmak için organik matriks içine konan fenol türevi bileşiklerdir. En yaygın olarak kullanılanları 4- metoksifenol ve 2,4,6- tersiyerbütil fenoldür (Willems ve ark., 1993; Crispin, 1994; Rawls ve Esquivel-Upshaw, 2003). Polimerizasyon Başlatıcılar (İnitiatör/akseleratör): Otopolimerizan kompozitlerde initiatör (başlatıcı) etki yapan dibenzol peroksit, akseleratör (hızlandırıcı) etki yapan N,N-bis (2 hidroksi etilen) p-toludin gibi aromatik bir tersiyer amin kullanılır.

17 17 Görünür ışıkla polimerize olan kompozitlerde nm dalga boyundaki ışığı absorbe ederek polimerizasyonu başlatan initiatörler kullanılmaktadır. Bu iş için en çok kullanılan bir α-diketon olan kamferokinondur (Şekil 1.2.). Işığın etkisiyle kamferokinon harekete geçmekte, amin ile reaksiyona girip serbest radikaller oluşturmaktadır (Willems ve ark., 1993; Bayne ve ark., 1994; Sturdevant ve ark., 1995; Craig ve Powers, 2002). Şekil 1.2. Kamferokinonun yapısı U.V. Stabilizatörler: Otopolimerizan kompozitlerde polimerizasyonlarının ardından reaksiyona girmeyen artık ürünler kalabilir. Bu ürünler ultraviole ışığın etkisiyle parçalanarak kahverengi renkleşmelere neden olabilirler. Bu nedenle otopolimerizan kompozitlerin organik fazına U.V. stabilizatörleri (2-hidroksi-4-metoksibenzofenon) ilave edilebilir (Willems ve ark., 1992; Willems ve ark., 1993) Ara Bağlayıcılar Silan Doldurucu Partikül SiO Metakrilat Grup Polimer Ağ Şekil 1.3. Silan molekülünün yapısı

18 18 Kompozit rezinlerde organik ve inorganik fazların arasındaki adeziv bağlantı materyalin fiziksel özelliklerinin iyileştirilmesi ve kimyasal yapının devamlılığının sağlanması açısından esastır. Bu bağlanma ara faz ile sağlanır. Ara faz hidrojenli organik silisyum bileşiği olan silanlardan (silikon ve metan kelimelerinden oluşturulan) oluşur (Şekil 1.3.). Bu ajanlar organik reçine matriks ile inorganik doldurucular arasında bağlantı görevi yaparlar. Bu bağlantı streslerin iletilerek rezin matriks ve doldurucular arasında paylaşılmasını sağlar. Böylece doldurucu partiküllerin restorasyon yüzeyinden koparak uzaklaşmasına engel olur. Modern kompozitlerde silika partiküllerinin yüzeyi silan bağlanma ajanlarıyla önceden kaplanarak, silika partiküllerinin yüzeyinde tek moleküllü ve çift fonksiyonlu çok ince bir katman oluşturulmuştur (Dayangaç, 2000). Kimyasal olarak dayanıklı ve inert olan bu bileşikler sıvı halden esnek katı hale kadar çeşitli hallerde bulunabilirler. Bağlayıcı ajanlar seramik restorasyonlarda olduğu gibi iki fonksiyonlu organik moleküllerdir. Bir taraftan organik matriksin metakrilat grubuyla kovalent bağ yaparken diğer taraftan doldurucuların yüzeyindeki su ve hidroksil gruplarını absorbe ederek yüzeyde esterleşirler. Silan bağlanma ajanları hem rezinin fiziksel ve mekanik özelliklerini geliştirir hem de rezin-partikül arayüzü boyunca suyun geçişini önleyerek hidrolitik dengeyi sağlar, rezinin çözünürlüğü ve su emilimini azaltır. Bu şekilde organik ve inorganik fazları birbirine bağlayarak suya dirençli kompozit materyallerin oluşumunu sağlarlar (Leinfelder, 1985; Willems ve ark., 1992; Sturdevant ve ark., 1995). Silan bağlanma ajanları inorganik fazın özellikle silika partiküllerinde olumlu sonuçlar verdiğinden kompozit rezinlerin çoğunda silika içerikli doldurucular kullanılmıştır (Dayangaç, 2000) İnorganik Doldurucular Polimer matriksin mekanik ve fiziksel özellikleri çiğneme esnasında oluşan kuvvetlere tek başına karşı koyabilecek kadar yeterli değildir. Yeterli mekanik

19 19 direnci sağlamak amacıyla restoratif rezinlere farklı boyut, şekil ve çeşitte doldurucu ilavesi yapılmaktadır. Bir kompozit içerisindeki doldurucuların görevi; dağılmış partiküllerin matrikste bir deformasyon oluşturmasını engellemek ve rezin maddenin termal genleşme katsayısını düşürmektir. Aynı zamanda organik matriks hacmindeki azalma ile beraber polimerizasyon büzülmesinde de nispeten bir azalma elde edilmiş olur. Doldurucuların bir diğer katkısı ise, kıvam kazandırarak polimerizasyondan önce rezinin şekillendirilmesini sağlamalarıdır (Rawls ve Esquivel-Upshaw, 2003). Doldurucu içermeyen silikat ve akrilikler gibi restoratif materyallerle karşılaştırıldığında inorganik doldurucu bileşenine sahip olmaları nedeniyle kompozit rezinler daha üstün fiziksel özelliklere sahiptir (Crispin, 1994; Jackson ve Morgan, 2000). İnorganik doldurucu faz; matriks içine dağılmış olan çeşitli şekil ve büyüklükteki cam partikülleri, kuartz (kristalin silika), alüminyum ve lityum silikat, bor silikat, yitriyum cam, baryum alüminyum silikat, kolloidal silika ve hidroksi apatitten oluşur (Craig ve Powers, 2002). Aşınmaya dirençli radyoopak, radyografik görüntü veren kompozit rezinler elde etmek için inorganik doldurucuların yapısına stronsiyum, baryum, çinko, zirkonyum gibi iyonlar ilave edilir (Sturdevant, 1995). Silika partikülleri ise karışımın mekanik özelliklerini güçlendirir, ışığı geçirir ve yayar. Böylece kompozit rezine mineye benzer yarı şeffaf bir görüntü kazandırır. Saf silika kristalin (crystobalite, tridymite, quartz) ve non kristalin (silikat cam) formlarında bulunur (Dayangaç, 2000). İlk çalışmalarda cam lifleri, cam partikülleri, sentetik kalsiyum fosfat, döküm silikat ve kuartz kullanılmıştır lerin sonuna doğru kuartz kullanımı yerini 15 µm lik sert camlara ve 0.02 µm ve 0.4 µm çaplı küresel kolloidal silikaya bırakmıştır. Bunun nedeni olarak; kuartzın kimyasal inert (hareketsiz) yapısı ile pek çok doldurucudan daha yüksek olan ve bitirme işlemleri sırasında düz bir yüzey

20 20 oluşmasını engelleyen sertliği ve cilalanamayan yapısı gösterilebilir. Ayrıca materyalin radyoopasitesi ve genleşme katsayısındaki uyumsuzluk diğer dezavantajlarıdır. Radyoopasitelerinin uygunluğu, kuartza göre daha yumuşak olup; cila işlemine uygun olmaları ve genleşme katsayılarının dişe yakın olması diğer doldurucuların tercih edilmesine neden olmuştur (Bowen, 1979; Lutz ve Phillips, 1983; Phillips, 1991). Günümüzde kompozit rezinler silikanın non kristalin formu (silikat cam) kullanılarak üretilmektedir (Dayangaç, 2000). Doldurucuların pek çoğu sodyum, bor, çinko, kalsiyum, magnezyum, demir, titanyum, mangan ve bakır gibi diğer elementleri de içerir (Oysaed ve Ruyter, 1986). Kompozit rezinlerin doldurucu içeriğinin bilinmesi önemlidir. Farklı büyüklüklerdeki doldurucuların karıştırılmasıyla elde edilen kompozitlerde doldurucu partiküllerin oranı hacim veya ağırlık yüzdeleri şeklinde ifade edilmektedir. Fakat ölçümü ve formülasyonu daha kolay olduğundan genellikle ağırlık yüzdesi kullanılmaktadır. Doldurucuların inorganik yapı içerisindeki hacim yüzdesi ve ağırlık yüzdesinin bilinmesi fiziksel özelliklerin değerlendirilmesinde önem taşıyan faktörlerdendir. Gelişen estetik materyallerin inorganik yapısını oluşturan doldurucu partiküller, boyutları, toplam ağırlıktaki oranları, yüzey şekilleri ve içerikleri ile ilk üretilen kompozitlere göre oldukça farklıdırlar. İlk üretilen kompozit rezinlerin partikül büyüklüğü ortalama µm arasında iken, günümüzde µm ye kadar küçültülmüş ve inorganik doldurucuların toplam ağırlıktaki oranlarının artması sağlanmıştır. Daha küçük partiküllerin daha yüksek oranda kullanılması aşınmaya karşı direnci arttırırken, ısısal genleşme ve su emiliminin azalmasında önemli rol oynar (Sturdevant ve ark., 1995). Her zaman için kompozitlerin yapısına doldurucuların yüksek oranda ilavesi bir çok fiziksel özelliğini geliştirir. Fakat doldurucuların yüzey alanı arttıkça karışımın akıcılığı azalır. Doldurucuların partikül büyüklüğü akıcılık kadar diğer özellikleri de önemli ölçüde etkiler. Partikül büyüklüğü kompozit rezinin aşındırma, bitirme ve

21 21 polisaj işlemlerinden sonraki yüzey pürüzlülük değerini belirler. Partikül büyüklüğü µm arasında değişen küçük partiküllü rezinlerde polisaj işlemi iyi sonuç verirken, partikül büyüklüğünün 10 µm den fazla olduğu kompozitlerde yüzeyin pürüzlü olduğu görülür. Organik artıkların birikmesi ve plak retansiyonu nedeniyle ağız hijyeni açısından da önemli olan pürüzlü yüzeylerde, ışık dağılımlarından kaynaklanan renk değişimleri meydana gelir (Leinfelder, 1985; Willems ve ark., 1993; Dayangaç, 2000; Wakefield ve Kofford, 2001; Sturdevant ve ark., 1995). Kompozit rezinlerin fiziksel özellikleri, büyük oranda doldurucu, bağlayıcı ve organik matriksten köken alır. Kompozitin polimerizasyon büzülmesi, aşınma direnci, kırılma, dayanıklılık, sertlik, termal genleşme katsayısı gibi bazı fiziksel özellikleri, içeriğindeki inorganik doldurucu miktarının ayarlanması ve bağlayıcı türü ile değiştirilebilir. Renk stabilitesi ve yumuşama eğilimi ise organik matrikse bağlı olan özelliklerdir (Asmussen, 1984; Li ve ark., 1985; Willems ve ark., 1992; Mc Cabe ve Walls, 2000). Polimerizasyon ve su emilimi ise hem dolduruculara hem de organik matrikse bağlıdır (Hashinger ve Fairhurst, 1984). Doldurucu partiküllerin kimyasal yapısına, ortalama büyüklüklerine ve üretilme tekniğine dayanarak doldurucular üç şekilde sınıflandırılabilir: (Lutz ve Phillips, 1983). A-Geleneksel Makrodoldurucular: Bunlar materyalin öğütülmesi ve/veya parçalanması ile mekanik olarak hazırlanmıştır. Partiküller tamamen inorganik olup genellikle kuartz, cam, boro silika veya seramik esaslıdır. Ağır metal camlar yeterli radyoopasiteyi sağlar. Bu tip doldurucuları içeren kompozit rezinlerde ortalama partikül büyüklüğü 1-5 µm arasında değişir (Lutz ve Phillips, 1983; Craig ve Powers, 2002).

22 22 B-Mikrodoldurucular (Pirojenik Silika): Kimyasal olarak; çok ince, radyolüsent doldurucu cam kürelerinin hidrolizi ve çökelmesiyle oluşur. Genellikle ortalama ,1 µm büyüklüğündeki partiküller yaygın olarak kullanılır. Pirojenik silikanın likit karışıma direkt olarak ilavesi güçlü bir yoğunlaşma sağlar. Böylece artan vizkozite ile manipulasyon zorlaşır (Lutz ve Phillips, 1983; Craig ve Powers, 2002). C-Mikrodoldurucu Esaslı Kompleksler: Mikrodolduruculara maksimum inorganik yükleme sonucu ortaya çıkmışlardır. Üç farklı tipi vardır: i) Splintlenmiş Prepolimerize Mikrodolduruculu Kompleksler: Bunlarda rezin matriks ile pirojenik silika birleştirilmiş daha sonra karışım ısı ile sertleştirilmiştir. Ortalama büyüklükleri µm dir (Lutz ve Phillips, 1983; Yücel, 1985). ii) Küresel Polimer Esaslı Mikrodolduruculu Kompleksler: Pirojenik silikanın ortalama µm büyüklükteki yarı sertleşmiş polimer küreciklerine bağlanmasıyla elde edilir (Lutz ve Phillips, 1983; Yücel, 1985). iii) Aglomerat Mikrodolduruculu Kompleksler: Ortalama 1-25 µm büyüklükte olup, suni olarak biraraya getirilmiş mikrodolduruculardır (Lutz ve Phillips, 1983; Yücel, 1985) Kompozit Rezin Esaslı Dolgu Maddelerinin Sınıflandırılması Kompozit rezin materyallerindeki; organik, inorganik kısımlar ve bağlayıcı miktarı yüzdesi ile ilgili farklılıklar nedeniyle üretilen kompozit rezinlerin çeşitliliği; uygulanmaları, özelliklerinin değerlendirilmesi ve sınıflandırılmalarında karmaşaya yol açmaktadır.

23 23 Kompozit rezinler inorganik doldurucu partiküllerinin büyüklüğüne, bu partiküllerin ağırlık ya da hacim olarak yüzdesine ve polimer matrikse ekleniş biçimlerine, polimerizasyon yöntemlerine ve viskozitelerine göre sınıflandırılabilir (Dayangaç, 2000). Ancak büyük bir hız ile gelişmekte olan kompozit rezinler için yerleşmiş tek bir sınıflamadan söz etmek imkansızdır. Bu sınıflamalar çeşitli araştırıcılara göre farklılık göstermektedir (Lutz ve Phillips, 1983; Leinfender ve Lemans, 1988; Phillips, 1991; Crispin ve ark., 1994; Sturdevant ve ark., 1995). Kompozit Rezinlerin Doldurucu Partikül Büyüklüklerine Göre Sınıflandırılması: İnorganik doldurucu partikül büyüklüklerine göre kompozit rezinler a) Homojen dolduruculu kompozitler b) Hibrit dolduruculu kompozitler c) Heterojen dolduruculu kompozitler olarak sınıflandırılabilir (Sturdevant ve ark., 1995). A) Homojen Dolduruculu Kompozitler: Yapısında sadece polimerize olmamış organik matriks ve doldurucular bulunan kompozitlerdir. Doldurucu partiküller silanizasyon dışında herhangi bir modifikasyon yapılmadan monomer matrikse katılmışlardır. a) Megafil Kompozitler: Bu tür kompozitlerde doldurucu partiküller µm büyüklüğündedir. Özel durumlarda kullanılan oldukça büyük dolduruculardır. Okluzal değim yüzeylerine ya da çok aşınan bölgelere yerleştirilmesi önerilen ve insert diye adlandırılan cam partikülleri de (0,5-2 mm) mega doldurucu partiküller arasında değerlendirilir (Bayne ve ark., 1994; Sturdevant ve ark., 1995; Dayangaç, 2000). b) Makrofil Kompozitler: Doldurucu partiküllerin büyüklüğü µm arasındadır. Organik polimer matriks içerisine dağılmış olan inorganik doldurucu

24 24 partiküllerin yüzdesi ağırlıkça yaklaşık %70-80 dir. Makrofil kompozitlerde inorganik doldurucular kuartz partikülleridir. En önemli dezavantajları; partiküllerin büyük ve sert olması nedeniyle, organik matriksin inorganik partiküllerden daha fazla aşınması ve bu yüzden bitirme ve cila işlemlerinin zor olmasıdır. Bu yüzden restorasyonlar bir süre sonra renk değiştirir ve plak birikimi olur. Dolgunun bitiriliş biçimi, çiğneme kuvvetleri, diş fırçalama da yüzey pürüzlülüğünü oluşturan etkenler arasındadır. Okluzal aşınmalara ve çiğneme kuvvetlerine karşı istenilen düzeyde dirençli olmayan bu tür kompozitlerin posterior dişlerde kullanımı sakıncalıdır. Adaptic makrofil kompozitlere örnek olarak gösterilebilir (Sturdevant ve ark., 1995; Dayangaç, 2000). c) Midifil Kompozitler: Doldurucu partiküllerin büyüklüğü 1-10 µm arasındadır. Makrofil dolduruculu kompozitlerin kötü özelliklerini yenebilmek için, daha küçük doldurucu büyüklüğünde üretilmiş kompozitlerdir. Makrofil kompozitlere göre avantajlı olsalar da benzer sorunlar nedeniyle günümüzde tercih edilmemektedirler. İlk kompozit rezinler makrofil olarak üretilmişlerdir. Makrofil ve midifil kompozitler geleneksel kompozitler olarak da adlandırılmışlardır (Sturdevant ve ark., 1995; Dayangaç, 2000). d) Minifil Kompozitler: Küçük partiküllü kompozitler de denilen bu tip kompozitlerde, doldurucu partikül büyüklüğü 0,1-1 µm arasındadır ve partikül miktarı makrofil kompozitlere oranla daha fazladır. Partiküllerin organik polimer matriks içerisinde serbestçe dağılabilir olması, partikül miktarını arttırmış ve partikül yüzdesi ağırlıkça %75-85 e ulaşmıştır. Minifil kompozitlerde inorganik doldurucular; kuartzdan daha kırılgan, baryum ve stronsiyum gibi ağır metalleri içeren, cam ile yoğunlaştırılmış partiküllerdir. Kuartz yerine bu tür partiküllerin kullanılması ile aşınmaya karşı direnç arttırılmış ve kompozite radyoopasite kazandırılmıştır. İnorganik doldurucu partiküllerin küçük ve çok sayıda olması makrofil ve midifil kompozitlere oranla daha düzgün bir yüzey elde edilmesini sağlar. Estetik olarak iyidirler, fakat çiğneme kuvvetlerine karşı dirençleri azdır.

25 25 Concise, Prismafil, Estilux, Command, Valux, Fulfil minifil kompozitlere örnek olarak gösterilebilir (Sturdevant ve ark., 1995; Dayangaç, 2000). e) Mikrofil Kompozitler: Doldurucular, büyüklüğü 0,01-0,1 µm arasında olan kolloidal silika partikülleridir. Doldurucu partiküller organik matriks ile hemen hemen aynı hızda aşınır. Bu nedenle makrofil kompozitlere göre daha düzgün bir yüzey elde edilir ve bitirme ve cila işlemleri istenilen düzeyde tamamlanabilir. Küçük partiküllerin ışık kırma indeksinin mine dokusuna yakın olması, mine dokusuna benzer estetik bir görünüm sağlar. Bu nedenle bu gruptaki diğer kompozitlere göre oldukça estetiktirler. Mikrofil kompozitlerde partikül miktarı, makrofil kompozitlerden daha az olup, partikül yüzdesi ağırlıkça %35-60 dır. Partikül oranındaki azalma, buna bağlı olarak monomerin fazlalaşması su absorbsiyonunu arttırmış, ısısal genleşme katsayısını yükseltmiş, elastisite modülünü azaltmıştır. Fakat çiğneme kuvvetlerine karşı dirençli olmadıklarından sadece ön bölgedeki dişlerin restorasyonlarında kullanılabilirler. Doldurucular ile monomer matriks karışımının akıcılığının azalması vizkoziteyi arttırmıştır. Klinik uygulamalara izin verebilecek bir vizkozite elde etmek için, bu tür kompozitlerde TEGDMA miktarı daha fazladır (Sturdevant ve ark., 1995; Dayangaç, 2000; Mc Cabe ve Walls, 2000). f) Nanofil Kompozitler: İnorganik doldurucu partikül büyüklüğü 0,005-0,01 µm arasındadır. Partiküller görünür ışık dalga boyundan (0,02-2µm) daha küçüktürler. Bu nedenle görünür ışık ile absorbsiyon veya saçılım gibi etkileşimlere girmezler. Doldurucular silika kökenli olmayabilir. Çünkü partiküller görülemeyecek kadar küçüktür. Silika kökenli doldurucuların polimer matriks içinde bir araya toplanmalarına veya kümelenmelerine, bu tür kompozitlerde pek rastlanmaz. Nanodoldurucular çok küçük oldukları için çeşitli polimer zincirleri arasına iyi bir uyum göstererek yerleşebilirler (Resim 1.1.). Böylece doldurucu seviyesinin artmasını sağlarlar. Bu sayede polimerizasyon büzülmesini azaltırlar ve fiziksel özellikleri geliştirirler (Bayne ve ark., 1994; Sturdevant ve ark., 1995; Dayangaç, 2000).

26 26 Resim 1.1. Nanofil dolduruculu kompozitlerin yapısı B) Hibrit Dolduruculu Kompozitler: Farklı büyüklükteki doldurucu partiküllerin karıştırılmasıyla elde edilen kompozit rezinlerdir (Resim 1.2.). Büyük partikülün şekline göre isimlendirilirler. Örneğin büyük partiküller minifil düzeyinde ise kompozit minifil hibrit adını alır. Diğer kısmı oluşturan doldurucular genellikle mikrofil dolduruculardır. Partikül büyüklüğü makrofil kompozitlerden daha küçük, partikül miktarı ise mikrofil kompozitlerden daha fazladır ve her iki kompozit rezinin özelliklerini taşır. Fiziksel ve mekanik özellikleriyle makrofil ve minifil kompozitlere, yüzey düzgünlüğü ile de mikrofil kompozitlere benzerler. Hibrit kompozitlerde, kolloidal silika ve ağır metaller içeren cam partikülleri harmanlanmış ve hiçbir işlem uygulanmadan inorganik doldurucu olarak organik matrikse katılmıştır. Doldurucu oranları hacimlerinin %60-70 ini oluşturur. Submikron büyüklüğündeki doldurucu partiküller büyük partiküller arasına gelişigüzel serpiştirildiği için yüzey düzgündür. Bu nedenle estetik açıdan önemli olan Sınıf III, IV ve V kavitelerde, labial veneerlerde kullanımı önerilir. Doldurucu büyüklüğüne göre arka grup dişlerin restorasyonlarında da kullanılabilirler. Brillant, Herculite XRV, TPH, Z100, Bisfil M, P50, P10, Prisma APH, Charisma, Tetric, Valux Plus hibrit kompozitlere örnek olarak gösterilebilir. a) Midifil Dolduruculular: Doldurucu büyüklükleri 1-10 µm arasındadır. Çiğneme kuvvetlerine karşı dirençlidirler ve estetik üstünlükleri vardır. Bitirme ve cila işlemleri minifil dolduruculu hibrit kompozitler kadar iyi olmadığından, arka grup dişlerin restorasyonlarında tercih edilmelidirler.

27 27 b) Minifil Dolduruculular: Doldurucu büyüklükleri 0,01-1 µm arasındadır. Estetik üstünlükleri ve çiğneme kuvvetlerine karşı dirençleri iyi olduğundan hem ön grup hem arka grup dişlerin restorasyonu için kullanılabilirler (Bayne ve ark., 1994; Sturdevant ve ark., 1995; Dayangaç, 2000). Resim 1.2. Hibrit dolduruculu kompozitlerin yapısı C) Heterojen Dolduruculu Kompozitler: Yapısında daha önceden polimerize edilmiş kompozit parçacıkları veya farklı doldurucular bulunan kompozitler için bu adlandırma yapılmaktadır. Hem ön grup hem arka grup dişlerin restorasyonu için kullanılabilirler. Diğer kompozitlere göre fiziksel üstünlükleri vardır. Daha iyi polimerize olabildiklerinden biyolojik olarak da avantajlıdırlar. a) Midifil Dolduruculular: Hibrit midifil kompozitlerden farklı olarak, yapı içerisine daha önceden polimerize edilen (pre-polimerize) kompozit parçacıkları ilave edilmiştir. Daha iyi fiziksel özelliklere sahiplerdir ve yüzey yapılarının daha iyi olduğu bildirilmektedir. b) Minifil Dolduruculular: Hibrit minifil kompozitlerden farklı olarak, yapı içerisine daha önceden polimerize edilen kompozit parçacıkları ilave edilmiştir. Hibrit minifillere göre daha başarılıdırlar.

28 28 c) Mikrofil dolduruculular: Bu hibrit kompozit değildir. Mikrodolduruculu kompozitlerde daha düzgün yüzey elde etmek için partikül oranının arttırılması vizkoziteyi de arttırmıştır. Bu sorunu çözmek için heterojen mikrofil kompozitler geliştirilmiştir. Mikrodolduruculu kompozitten farkı daha önceden prepolimerize edilmiş kompozit parçacıklarının 1-20 µm büyüklüğünde öğütülmüş ve polimer matrikse eklenmiş olmasıdır. Bu partiküller, polimer matrikse kimyasal olarak bağlanmaktadırlar ve polimer matriks içinde çok daha iyi özellikler gösteren adacıklar oluşturmaktadırlar. Kolloidal silika ve Bis-GMA içeren prepolimerden elde edilen mikro büyüklükteki bu partiküllerin, doldurucu olarak matrikse eklenmesi ile mikrofil kompozitlerde %35-60 olan partikül oranı %70-80 düzeyine çıkarılmıştır. Estetik üstünlükleri nedeniyle ön grup dişlerin restorasyonlarında tercih edilmelidir. Mikrofil kompozitler II. ve IV. sınıf kavitelerde kullanıldığında kenar kırıklarına kitle kırıklarına göre daha çok rastlanır. Restorasyon kenarlarında zaman zaman görülen çentikler, polimer ile prepolimerize partiküller arasında oluşan bağlanmanın Sınıf II ve IV kaviteler için yeterli olmamasından kaynaklanır. Bu nedenle Sınıf III ve çok küçük Sınıf IV kaviteler ile labial veneerlerde daha güvenli biçimde kullanılırlar. Sınıf V servikal defekt ve lezyonlarda da oldukça başarılıdırlar. Silux Plus, Helioprogress, Heliomolar, Durafil V mikrofil kompozitlere örnek olarak verilebilir (Bayne ve ark., 1984; Sturdevant ve ark., 1995; Dayangaç, 2000). Kompozit Rezin Esaslı Dolgu Maddelerinin Polimerizasyon Şekillerine Göre Sınıflandırılması: Yapılarını büyük oranda monomer ve ko-monomer şeklindeki dimetakrilatların oluşturduğu reçine esaslı materyaller olan kompozitlerde, monomerler polimer haline geçmeden önce karbon=karbon bağları (C=C) şeklindedir. Polimerizasyonları sırasında bu çift bağlar açılır ve monomerler birbirleriyle bağlar oluşturmaya başlarlar. Bu şekilde polimer zincirleri oluşur.

29 29 Polimerizasyon mekanizmalarına göre kompozit rezinler: Kimyasal Yolla Polimerize Olan Kompozit Rezinler (İki Komponentli Sistemler, Otopolimerizan Kompozitler) Ultraviyole Işığı (U.V.) İle Polimerize Olan Kompozit Rezinler Görünür Işık İle Polimerize Olan Kompozit Rezinler Lazer Işığı İle Polimerize Olan Kompozit Rezinler Hem Kimyasal Hem de Işık İle Polimerize Olan Kompozit Rezinler (Dual Cure Kompozitler) şeklinde sınıflandırılabilir (Crispin, 1994; Sturdevant, 1995; Dayangaç, 2000). Kimyasal Yolla Polimerize Olan Kompozit Rezinler: İlk kompozitler kimyasal olarak aktive edilen kompozitlerdir. Polimerizasyon kimyasal olarak başladığı için bu adı almışlardır. Otopolimerizan kompozit rezinler olarak da bilinirler. Genellikle baz (base) ve katalizör (catalyst) olmak üzere iki pat halinde bulunurlar. Patlardan her biri hacimsel olarak yarı yarıya organik monomer ve doldurucular içerir. Baz kısmında polimerizasyonu başlatan (initiatör) benzoil peroksit, katalizör kısmında polimerizasyonu hızlandıran [akseleratör, (N, N-bis(2- hidroksietil)-p-toludin) gibi] aromatik tersiyer bir amin ya da sülfinik asit ve deriveleri bulunur. Her iki patın eşit miktarı üreticinin önerdiği süre içinde karıştırılır. İki pat karıştığı zaman amin, elektron kaynağı olarak görev yapar ve serbest radikallerin oluşması için, benzoil peroksit ile reaksiyona girer. Böylece polimerizasyon başlamış olur. Bu sistemde pat+pat, pat+likit, toz+likit komponentlerinin karıştırılmasıyla polimerizasyon başlar. Patların miktarında yapılabilecek hatalar %30 oranını aşmamak koşuluyla kompozitin özelliklerinde önemli değişikliklere yol açmaz. Otopolimerizan Kompozitlerin Başarısızlık Nedenleri : İki patın karıştırılması sırasında arada kalan hava kabarcıklarının pöröz yüzeylere neden olması,

30 30 Kullanım sürelerinin hekimin kontrolü dışında olması, Amin renkleşmelerine neden olmalarıdır. Polimerizasyonlarının ardından reaksiyona girmeyen artık ürünler, ağız ortamında kimyasal değişikliğe uğrayarak kahverengi renkleşmelere neden olabilirler. Bu renklenme U.V ışığı, nem ve oksidasyon ile hızlanır (Lutz ve Phillips, 1983; Bayırlı ve Şirin, 1985; Mc Cabe ve Walls, 2000; Rawls ve Esquivel-Upshaw, 2003). Bu tür rezinlerde vücut ısısına bağlı olarak başlayan ilk sertleşme ile kavitenin en derin bölgesinden kavitenin merkezine doğru bir büzülme görülür. Polimerizasyon büzülmesine bağlı olarak, marjinlerde stres birikimine rastlanır. Rezinlerin karıştırma oranı, çalışma zamanı ve polimerizasyon büzülmesini etkiler. Karıştırma ve uygulama esnasında oluşan hava kabarcıkları da rezin kütlesinin merkezine doğru olan büzülmeyi arttırır. Karıştırılmasından kaviteye yerleştirilmesine kadar geçen süreye uygulama süresi, kaviteye yerleştirilmesinden sertleşinceye kadar geçen süreye bağlanma süresi denir. Uygulama süresi, rezinin kavite duvarını ıslatmasında yani adezyonun gerçekleşmesinde önemli rol oynar. Bu tür rezinlerde karıştırmadan 10 dakika sonra elastisite modülü oluşmaya başlar. Bu sürenin uzun veya kısa olması rezinin kenar bütünlüğünü etkiler. Polimerizasyonları kimyasal olarak başlatılan kompozit rezinler, servikal lezyonlarda, kök çürüklerinde, kama şeklindeki defektlerde, Sınıf III kavitelerde kullanılır. Stres altındaki bölgelerde, Sınıf I, II ve IV kavitelerde kullanıldığında inorganik partiküllerin matriksten ayrılmasıyla, restorasyonlarda zamanla kontur kaybı ve aşınmalara rastlanır (Dayangaç, 2000). U.V. Işığı İle Polimerize Olan Kompozit Rezinler: Ultraviyole ışığıyla aktive edilen materyaller ilk olarak 1970 lerde piyasaya sürülmüştür nm dalga boyuna sahip U.V. ışığı ile aktive edilebilen bir fotobaşlatıcı olan benzoin metil eter içeren materyallerdir. Bu aktivasyon sonucunda kimyasal başlatıcılara gerek kalmaksızın benzoin metil eter serbest radikallere dönüşmektedir. Polimerizasyon derinliğinin yetersiz olmasına, polimerize olmamış

31 31 veya yarı polimerize olmuş kısımların restorasyon bünyesinde kalmasına bağlı olarak, mekanik özelliklerin yetersiz olmasına ve pulpada arzu edilmeyen histopatolojik etkilere neden olmuşlardır. Ayrıca ultraviyole ışığın hem hekim hem de hasta için cilt, retina, lens ve diğer göz dokuları üzerine zararlı fototoksik etkileri olabileceği düşüncesi gibi bazı olumsuz özelliklerinden dolayı U.V. ışık ile polimerize edilen kompozit rezinlerin kullanımı terk edilmiştir (Newman ve ark., 1983; Watts ve ark., 1984; Mc Cabe ve Walls, 2000; Craig ve Powers, 2002). Görünür Işıkla Polimerize Olan Kompozit Rezinler: Bu tür kompozitlere fotopolimerizan kompozitler de denir. Tek pat sisteminde üretilmişlerdir. Polimerizasyonları ışık ile başlatıldığı için ışıkla aktive olan rezinler diye de adlandırılırlar. Otopolimerizan kompozitlere ve U.V. ışığına alternatif olarak geliştirilen görünür ışıkla polimerizasyon sağlayan sistemler, ilk tanıtıldıkları andan günümüze kadar büyük bir popularite kazanmıştır. Kompozisyonları kimyasal yolla aktive edilen kompozitlerden sadece aktivatör ve reaksiyon başlatıcılar açısından farklılık gösterir (Lutz ve Phillips, 1983; Bayırlı ve Şirin, 1985; Phillips, 1991). Polimerizasyon için görünür mavi ışığın, nm dalga boyunda veya en az 300 mw/cm 2 olması gerekir. Kompozitlerin içinde ışığı absorbe ederek polimerizasyonu başlatan initiatörler bulunur. Bu iş için en çok kullanılan madde bir α-diketon olan kamferokinondur. Işığın etkisiyle kamferokinon harekete geçmekte ve serbest radikaller oluşturmaktadır. Bu olay polimerizasyonu sağlayabilmesine rağmen; başlangıç reaksiyonunu hızlandırıp, ışık uygulama süresini azaltmak için; rezin yapısına kimyasal sertleşen kompozitlerde olduğu gibi hızlandırıcı olarak küçük miktarlarda tersiyer amin ilavesi yapılabilmektedir. Polimerizasyon başlatıcılar ve hızlandırıcılar aynı tüp içinde bulunmalarına karşın ışık uygulanmadıkça polimerizasyon reaksiyonunu başlatmazlar. Güneş ışığından korumak için opak ya da siyah renkli tüpler içine doldurulmuşlardır. Tüplerin ağzı erken polimerizasyonu önlemek için kapalı tutulmalıdır. U.V. ışık ile sertleşen

32 32 kompozitlere göre renk stabiliteleri oldukça iyidir (Sturdevant, 1995; Bağış ve Yamanel, 2000; Mc Cabe ve Walls, 2000). Görünür Işıkla Polimerize Olan Kompozitlerin Avantajları: Kompozitin polimerizasyon başlangıcının ve bitiminin hekim kontrolünde olması, Çalışma sürelerinin yeterli olması, Çalışma rahatlığı ve uygulama kolaylığı, Tek pat şeklinde olmaları nedeniyle karıştırma işlemi gerektirmemeleri, Karıştırma ile oluşabilecek hava kabarcıklarının ve yüzey pürüzlülüğünün önüne geçilmesi, Polimerizasyon reaksiyonu, restorasyona form verildikten sonra başlatıldığı için bitirme işlemlerine daha az gereksinim duyulması ve daha düzgün bir yüzey elde edilmesi, Vizköz oldukları için restorasyona biçim verilmesi ve renk ile ilişkili değişiklikler yapılmasının daha kolay olması, Kaviteye küçük parçalar halinde (incremental teknik) yerleştirildiği için farklı renk ve özellikteki kompozitlerin birlikte uygulanabilmesi ve polimerizasyon büzülmesinin azaltılabilmesi, Yüzey sertliklerinin iyi olması, Optimal fiziksel özelliğe sahip olmaları, Çeşitli renklerinin olması, Renk stabilitelerinin uygun ve sürekli olması, Hızlı, kontrollü, derin ve güvenilir bir polimerizasyon sağlamaları, Estetik olmalarıdır (Lutz ve Phillips, 1983; Bağış ve Yamanel, 2000; Dayangaç, 2000). Bu sayılan avantajlarının yanında görünür ışıkla polimerize olan kompozitlerin kullanımında dikkat edilmesi gereken konular vardır. Kuvvetli çevre ışıklarından görünür ışığın yayılması, tedavi esnasında prematür polimerizasyona neden olmaktadır. Kronik yayılan mavi ışığın ( nm) göz ve cilt üzerine zararlı

33 33 etkilerinin olduğu bildirilmiştir. Gözde retinal hasara yol açmaktadır. Önlem olarak gözle direkt olarak ışığa bakılmaması ve koruyucu gözlük kullanımı tavsiye edilmektedir (Antonson ve Benedetto, 1986; Dionysopoulos ve Watts, 1990). Polimerizasyonları ışık ile başlatılan rezinlerde büzülme ışık kaynağına doğru olduğundan kenar uyumunda bir takım sorunlar görülebilir. Rezin kavite tabanından özellikle gingival duvardan ayrılma eğilimindedir. Bu olay asitle pürüzlendirme ve bonding sistemlerin uygulanması ile bir dereceye kadar önlenir (Dayangaç, 2000). Işıkla polimerize olan kompozit rezinlerin mekanik özellikleri firma tarafından belirlenmektedir. Kompozit rezinin gücü ve dayanıklılığı önemlidir. Bu güç değerleri; doldurucu materyalin içeriği ile değişik polimerizasyon sürelerine ve paketleme şekillerine bağlıdır (Tate ve ark., 1999). Lazer Işığı İle Polimerize Olan Kompozit Rezinler: nm dalga boyu aralığında ışık spekturumuna ihtiyaç duyan kompozit rezinlerin, 488 nm dalga boyuna sahip Argon lazerler ile polimerizasyonu konusunda çalışmalar yapılmıştır (Burtscher, 1991). Argon lazerlerin daha büyük kompozit kitlelerinin polimerizasyonunu sağlama üstünlüğü vardır. Görünür ışıkla polimerizasyonda 2 mm kalınlığında kompozit kullanılırken, Argon lazer ile 3-4 mm kalınlığında kompozit polimerize edilebilir. Argon lazer ile diametral kuvvetlere karşı direncin arttığı, daha iyi adezyonun, daha derin bölgelere ulaşan ve daha kısa sürede polimerizasyonun sağlanabildiği gösterilmiştir (Kelsey ve ark., 1991). Lazer ışığının rezine homojen penetrasyonu nedeniyle, görünür ışıkla sertleşenlere göre Argon lazerle polimerize olan kompozit rezinlerde polimerizasyon büzülmesi azalmaktadır. Lazer ışığıyla polimerize olan kompozit rezinlerde daha yüksek bir sertlik elde edildiği, aynı zamanda mineye bağlanma kuvvetinin arttığı kaydedilmiştir. Ancak fiyatları oldukça pahalı olan cihazlardır (Burtscher, 1991).

34 34 Hem Kimyasal Hem de Görünür Işıkla Polimerize Olan Kompozit Rezinler: Hem ışık hem de kimyasal yolla polimerize olabilen kompozitlerdir. İki pat şeklindedirler. Karıştırılmalarından sonra uygulandıkları bölgelerde polimerizasyon önce ışık ile başlatılır. Işığın ulaşamadığı bölgelerde ve polimerize olmayan bölgelerde polimerizasyon kimyasal olarak 8-24 saat içinde tamamlanır. Kimyasal olarak sertleşme hızı, ışıkla sertleştirilme hızından çok daha yavaştır (Sturdevant ve ark., 1995; Craig ve Powers, 2002). Bu tip rezinler, akışkan özellikte olduklarından daha çok yapıştırma materyali olarak kullanılırlar. Polimerizasyonun tam olarak gerçekleşmesinden endişe edilen her ortamda kullanılmaları önerilmektedir. Özellikle derin kavitelerde, 2 mm den daha kalın rezin uygulamalarında, girişin zor olduğu interproksimal alanlarda başarılıdırlar (Dayangaç, 2000). Kompozit Rezin Esaslı Dolgu Maddelerinin Viskozitelerine Göre Sınıflandırılması: Kondense Edilebilen Kompozit Rezinler (Condensable-Packable Kompozitler): Amalgam ve altın alaşımlarına alternatif olarak, diş rengine uygun estetik dolgu maddelerini sadece ön grup dişlerde değil posterior dişlerde de uygulama girişimlerinin sonucu olarak, çeşitli materyaller klinik kullanıma girmiştir. Bu alternatif materyallerden bir tanesi kondense edilebilir kompozitlerdir ve posterior, condensable ve packable kompozitler adı altında piyasaya sürülmüşlerdir. Condensable kelimesi bir materyale basınç uygulandığında hacminin azalması, yoğunlaştırılması, daha yoğun hale getirilmesi anlamına geldiğinden bu tip materyallerin tanımlanması için packable daha uygun bir terim olacaktır. Ancak literatürde konu ile ilgili çalışmalarda her iki terimin de kullanıldığı görülmektedir (Manhart ve ark., 2000; Tung ve ark., 2000; Brackett ve Covey, 2000; Loguercio ve ark., 2001).

35 35 Packable kompozitlerde doldurucu partiküller, genellikle hibrit kompozitlerin ortalama partikül büyüklüğünden daha büyük olup rezin matriksleri, doldurucu miktarında artışa izin verecek şekilde kimyasal olarak modifiye edilmiştir. Hibrit kompozitlerle kıyaslandığında; yüksek oranda doldurucu (%80) ve doldurucu dağılımıyla karakterizedirler. İlk birkaç deneysel packable kompozitte, el aletlerine yapışma görülmüş ve bu sorunu ortadan kaldırmak için doldurucuların karakteristikleri değiştirilmiştir. Bazı packable kompozitler aynı üretici firma tarafından piyasaya sürülen hibrit kompozitlerle aynı doldurucu içeriğine sahiptirler, tek farkları rezin matrikslerinin ortalama %1-2 daha fazla doldurucu içermesidir (Wakefield ve Kofford, 2001). Rezin matriks yapısına yoğun olarak, özel büyüklükte doldurucu ilavesiyle rezin matriks miktarı azaltılmış olur. Böylece matriks içindeki partiküller birbirlerine daha yakın konumda bulunurlar (Jackson ve Morgan, 2000). Bu yeni restoratif rezinler; amalgama benzer kaviteye taşınma, uygulama ve işlenebilme özelliklerine sahip olup, konvansiyonel kompozit rezinlerden daha kolay manipulasyon sağlarlar. Bu da iyi bir marjinal kapanma sağlar. Sınıf II kavitelerde konvansiyonel kompozit materyallerin kullanımı esnasında karşılaşılan en büyük problem kontakt noktasının sağlanmasındaki zorluktur. Ancak packable kompozitlerin kullanıma girmesiyle interproksimal kontürdeki açıklıkların ortadan kalktığı bildirilmiştir (Kelsey ve ark., 2000; Brackett ve Covey, 2000; Özdabak ve Akgül, 2003). Çünkü bu kompozit materyaller interproksimal restorasyonlarda metal matriks bandı ve kama kullanımına olanak sağlamış ve restorasyonun sertleşmesinin kütlesel olarak yapılması gibi avantajları getirmişlerdir. Yüksek oranda doldurucu içermeleri sebebiyle el aletleri ile işlenebilmeleri kolaylaşmış, bunun yanısıra fiziksel ve mekanik özellikleri artmıştır. Kompozit rezinlerin şekillendirilmeleri konusunda da gelişmeler vardır (Jackson ve Morgan, 2000; Manhart ve ark., 2000; Wakefield ve Kofford, 2001). Yüksek yoğunlukları nedeniyle azalan matriks yapısına bağlı olarak, packable kompozitlerde geleneksel kompozitlere oranla polimerizasyon büzülmesi daha azdır.

36 36 Isısal genleşme katsayıları dişlere, elastisite modülleri ise amalgama yakındır. Böylece; mikrosızıntı ve bunun sonucunda oluşan post-operatif hassasiyet ile sekonder çürüğün önüne geçilmiş olur. Geleneksel kompozitlerdeki yüksek aşınma oranı azaltılmış olup, aşınma oranları amalgama eşit, hatta daha iyidir (Leinfelder, 1995; Jackson ve Morgan, 2000; Tung ve ark., 2000; Craig ve Powers, 2002). Yapışkan olmadıklarından temiz aletlerle bir seferde yerleştirilip anatomik form işlenebilir, böylece son bitirme ve düzeltme işlemlerinin süresi azaltılır. Fakat hibrit kompozitlere oranla daha büyük doldurucu partiküller içerdikleri için bitirme ve polisaj işlemlerinden sonra pürüzlü yüzey oluşma riski fazladır. Bazı kondanse edilebilen kompozitlerde (örneğin; Surefil) daha derin (5mm derinliğe kadar) polimerizasyon sağlanır. Bu da daha sığ kavitelerde tek defada uygulanmasını sağlar (Jackson ve Morgan, 2000; Manhart ve ark., 2000; Loguercio ve ark., 2001). Packable kompozitlerin altında liner olarak akışkan kompozitler yüzeyde boşluk kalmayacak şekilde uygulanabilir. Daha sonra packable kompozitler incremental teknikle 2 mm kalınlığındaki parçalar halinde kaviteye yerleştirilerek ışıkla polimerize edilirler (Wakefield ve Kofford, 2001; Vargas ve ark., 2001). Üretici firmaların iddialarının aksine incremental yerleştirme ve her tabakadan sonra ışık uygulanması tüm kompozit rezin restorasyonlarda gereklidir (Ulusoy ve ark., 2000; Yap, 2000). Her ne kadar posterior restorasyonlarda herhangi bir mikrofil ve hibrit kompozit kullanılabilirse de; doğru vaka seçimi yapıldığında kondanse edilebilen kompozit rezinler bu bölgelerde rahatlıkla kullanılabilirler. Kontakt noktalarının ideale yakın olarak oluşturulabilmesi, kaviteye basınç uygulanarak daha kolay yerleştirilebilmeleri nedeniyle özellikle Sınıf II kavitelerde başarı ile kullanılabilirler. Solitaire, Alert, Bisfil II, Filtek P60, Surefil bu tip kompozit materyallere örnek olarak gösterilebilir (Wakefield ve Kofford, 2001; Dayangaç, 2000).

37 37 Akışkan kompozit rezinler (Flowable Kompozitler): Akıcı kompozit rezinler olarak da adlandırılan bu materyaller 1995 ten beri kullanılmaktadırlar. Vizkozitelerinin düşük olması, enjekte edilebilir olmaları ve uygulama özellikleri bu materyallerin kullanımını arttırmıştır (Craig ve Powers, 2002). Piyasada uygulayıcılar tarafından daha hızlı, daha iyi ve daha kolay kullanım iddiası ile tanıtılmışlar ve hemen hemen her üretici firmanın ürünleri içerisinde yer almışlardır (Wakefield ve Kofford, 2001). Bir kompozit rezini daha düşük vizkoziteli ya da daha akıcı yapmak için iki şart vardır: Partikül boyutunun arttırılması, Doldurucu miktarının düşürülmesidir (Wakefield ve Kofford, 2001). Akışkan kompozitler, hibrit kompozitlerdeki partikül boyutunu koruyarak, daha düşük oranda doldurucu içerirler. Böylelikle rezin oranı artarak daha düşük vizkoziteli bir ürün elde edilmiş olur. Materyalin yoğunluğu azalarak dar aralıklara akması kolaylaşır. Geleneksel pit ve fissür koruyucular ile günümüzde kullanıma sunulan akışkan kompozitler arasındaki en belirgin fark, doldurucu oranlarının daha fazla olmasıdır. Bunlar bir bakıma daha düşük vizkoziteli hibrit kompozitlerdir. Kavite duvarlarına adaptasyonları daha iyidir. Ancak rezin matriks miktarının fazla oluşu nedeniyle hibrit kompozitlerle karşılaştırıldığında polimerizasyon büzülmesi ve aşınma oranları artmış, dayanıklılıkları azalmıştır (Bayne ve ark., 1998; Labella ve ark., 1999; Kiremitçi, 2000; Dayangaç, 2000; Craig ve Powers, 2002). Mikrofil ve hibrit kompozitlerle karşılaştırıldığında akışkan kompozitlerin daha az yapışkan ve özel kullanım özelliklerine sahip oldukları bildirilmiştir. Akışkan kompozitler pek çok mikrofil kompozitten daha az doldurucu içerirler (Bayne ve ark., 1998; Wakefield ve Kofford, 2001). Üretici firmalar akışkan kompozitlerin her tür restorasyonda, tüm diş yüzeyinde, direkt veneerlerde ve kor yapımında kullanılabileceğini iddia etmektedirler. Termal

38 38 genleşme katsayısı, aşınma oranı ve yüzey pürüzlülüğü mikrofil ve hibrit kompozitlerle karşılaştırıldığında, akışkan kompozitlerde daha fazladır. Fiziksel özellikleri ise daha zayıftır. Klinisyenler bunun bilincinde olmalı ve yalnızca üretici firmaların direktifleri ile restorasyona yön vermemeli, deneyimlerini ön planda tutmalıdırlar (Bayne ve ark., 1998; Wakefield ve Kofford, 2001). Vizkoziteleri, uyumlulukları, kıvamları, uygulama özellikleri nedeniyle akışkan kompozitler bazı önemli klinik kullanımlara sahiptirler. Suya dayanıklı okluzal örtücü olarak veya aşırı küçük kavitelerde mükemmel restorasyon sağlarlar. Air abrazyonla veya çok küçük frezlerle açılmış derin olukların restorasyonunda akışkan kompozitler başarılı sonuçlar verir (Goldstein ve Parkins, 1995; Bayne ve ark., 1998). Protetik geçici restorasyonların yapıştırılmasında kullanılan Bis-akril kompozit materyaller kırık ve marjin tamirinde kullanılabilirler. Akışkan kompozitler kompozit rezinlerin polimerizasyon büzülmesi sonucu kavite ile restorasyon arasında oluşan mikro aralıkların ve stresin potansiyel zararlı etkilerinin azaltılması için, direkt kompozit restorasyonlarda liner olarak kullanılabilirler (Dayangaç, 2000; Wakefield ve Kofford, 2001). Direkt kompozit restorasyonlarda hangi materyalin liner olarak kullanılacağı konusunda uyuşmazlıklar söz konusudur. Çünkü kompozit rezinlerin polimerizasyon büzülmesi göstermeleri nedeniyle mikro aralıkların oluşması kaçınılmazdır. Kalın bir film tabakası oluşturan dolduruculu adezivler, kontraksiyon streslerinin negatif etkilerine karşı şok emici olarak görev yapabilirler. Ancak bu tip adezivlerin stres absorbe edici olarak stresin negatif etkilerini elimine ettiği tartışmalıdır. Akışkan kompozitler ise yüksek termal genleşme katsayısı, yüksek elastikiyet, bükülebilirlik özelliği ve düşük doldurucu yüzdesi ile esneyerek plastik deformasyona uğrayabilirler. Kontraksiyon kuvvetlerini rahatlatıcı, stresi azaltıcı etkileri vardır (Unterbrink ve Liebenberg, 1999; Leevailoj ve ark., 2001; Kubo ve ark., 2004) Bir dolgu materyalinin kullanım yerlerini belirlemeden önce mekanik özelliklerini iyi bilmek gereklidir. Klinik performans için anahtar mekanik özellik, dayanıklılıktır. Özellikle aşınma ve kırılma direnci dayanıklılıkla korelasyon gösteren çok önemli iki

39 39 niteliktir. Bir kompozit yapı içindeki partiküller arası mesafe ve doldurucu partikül yoğunluğu aşınma direncine etkilidir. Günümüzde mevcut olan akışkan kompozitler mini ve mikrodoldurucular içerdiğinden aşınmalarının az olması beklenir. Çeşitli çalışmaların sonuçları da bu beklentiyi doğrular niteliktedir (Yau ve Perry, 1997; Bayne ve ark., 1998). Ayrıca düşük elastisite modülü sayesinde kırılma dirençleri de yüksek olabilir. Mekanik testlerde ilk jenerasyon akışkan kompozitler geleneksel kompozitler kadar güçlü bulunmamıştır. Klinisyenler yüksek strese karşı dayanıklılıklarının az olması nedeniyle, bu materyallerin dikkatli kullanılmasını önerirler (Bayne ve ark., 1998; Kiremitçi, 2000). Üretici firmalar akışkan kompozitlerin pek çok alanda endike olduğunu öne sürmektedirler. Akışkan kompozitlerin kullanım yerlerini şu şekilde sıralayabiliriz : Enjekte edilebilir olmaları nedeniyle, ulaşılması güç bölgelerde veya iyi penetrasyon gereken alanlarda mikropreparasyonlar da denilen çok küçük kavitelerde, Pit ve fissür koruyucu olarak, Kole aşınma ve çürüklerinin restorasyonlarında, Elastisite modülü düşük olduğu için servikal lezyonlarda, Sınıf II kavitelerde aproksimal kavitenin ilk tabakası olarak, özellikle kondanse edilebilir kompozitlerin altında kenarlardaki boşlukları ve böylece mikrosızıntıyı önlemek için ve stresi kıran esnek bir temel olarak, Akıcı özeliklerinden yararlanılarak, posterior kompozitlerin bitiminden sonra restorasyon yüzeyinde kalan mikroçatlakların kapatılmasında, Mine defektlerinin tedavisinde, Küçük Sınıf III kavitelerde, Kompozit dolguların kontaktlarını yeniden oluşturmak amacıyla, Amalgam, kompozit ve kronlarda oluşan kenar kırıklarını onarmak amacıyla, Koruyucu rezin restorasyon olarak, Porselen onarımında, Dentin duyarlılığnın giderilmesinde,

40 40 Air abrazyon preparasyonlarının restorasyonlarında kullanılır (Bayne ve ark., 1998; Kiremitçi, 2000; Dayangaç, 2000; Craig ve Powers, 2002; Attar ve ark., 2004). Akışkan kompozitlerin günümüzdeki en yaygın kullanım alanları, Sınıf II kavitelerde, packable kompozitlerin altında ilk tabaka olarak kullanılmalarıdır. Çünkü elastisite modülleri düşük olup, elastik bir bariyer olarak stres absorbe edici rolleri vardır (Unterbrink ve Liebenberg, 1999; Payne, 1999). Sınıf II kavitelerde aproksimal kavitenin ilk katmanı olarak kullanılan akışkan kompozitin radyoopasitesi çok önemlidir. Çünkü diş ile restorasyon arayüzünün radyografide iyi bir şekilde gözlenmesi gerekmektedir. Radyoaopasitesi mineden az olan materyallerin, posterior kompozitlerin ilk tabakası olarak kullanılması uygun değildir (Murchison ve ark., 1999; Bouschlicher ve ark., 1999). Akışkan kompozit rezinlerin, polimerizasyon büzülmesini kompanse ederek, özelikle Sınıf II restorasyonlarda proksimal kutunun tabanında meydana gelen mikrosızıntıyı azalttığını bildiren pek çok çalışma vardır (Payne, 1999; Tung ve ark., 2000; Belli ve ark., 2001; Leevailoj ve ark. 2001; Civelek ve ark. 2003; Peris ve ark., 2003; Attar ve ark., 2004). Sınıf V kavitelerde de akışkan kompozit rezin kullanımıyla mikrosızıntının önemli ölçüde azaltıldığı gösterilmiştir (Yazıcı ve ark., 2003). Bununla beraber akışkan kompozit rezinlerin mikrosızıntı üzerine etkisinin olmadığını (Türkün ve Demirbaş Kaya, 2002; Kubo ve ark., 2004), ancak kompozit rezinlerin yerleştirilmesi esnasında oluşan hava boşluklarını daha az içermesiyle, daha iyi bir restorasyon kalitesine sahip olduklarını gösteren çalışmalar da mevcuttur (Chuang ve ark., 2001a; Chuang ve ark., 2001b; Chuang ve ark., 2004).

41 41 Akıcı özelliklerinden yararlanılarak akışkan kompozitler, posterior kompozitlerin bitiminden sonra restorasyon yüzeyinde kalan mikroçatlakların kapatılmasında da kullanılabilirler (Belli ve ark., 2001). İlave olarak akışkan kompozitlerin amalgam restorasyonların kenarlarında oluşan çürüksüz defektlerin kapatılmasında kullanılarak, oluşabilecek mikrosızıntı miktarını restorasyon yenilenmeden önemli ölçüde azaltabileceği de bildirilmiştir (Roberts ve ark., 2001) Kondanse edilebilen kompozitlerde olduğu gibi akışkan kompozitler için de daha uzun süreli çalışmalara gerek vardır. Tetric Flow, Flow-It, Revolution, Florestore, Aeliteflo akışkan kompozitlere örnek olarak gösterilebilir (Dayangaç, 2000; Wakefield ve Kofford, 2001). Kompozit rezinlerin sınıflandırılmalarındaki zorluk nedeniyle yeni bir sınıflandırma metodu şu şekilde sunulmuştur: Light-body Kompozit Rezinler: Bu kompozit rezinler akışkan materyallerdir, viskoziteleri düşüktür. Medium-body Kompozit Rezinler: Mikrofil, hibrit ve mikro hibritlerdir. Anterior ve posterior restorasyonlarda kullanılırlar. Heavy-body Kompozit Rezinler: Kondanse edilebilir kompozitler bu gruba dahildirler. Medium-body kompozit rezinlerden farklı olarak doldurucu partikül hacmi arttırılmış, doldurucu büyüklüğü ve tipi değiştirilmiştir. Bu özellikler polimerizasyon büzülmesini azaltmasının yanısıra kondanse edilebilir kompozitlere bazı avantajlar sağlar. Bunlar: Daha rahat çalışma imkanı, Aşınma direnci, Renk stabilitesi, Polimerizasyon derinliğidir (Jackson ve Morgan, 2000).

42 Kompozit Rezinlerle İlgili Son Gelişmeler Ormoserler: Kompozit rezinlerin organik matriksini oluşturan Bis-GMA formundaki dimetakrilatların temel yapısında son 30 yıldan beri önemli herhangi bir değişiklik yapılmamıştır. Kimya literatüründe uzun süredir bilinen organik modifikasyonlu seramikler, 1998 yılında restoratif diş hekimliğine değişik bir kompozit materyal olarak sunulmuştur. Bu maddeye organik- modifikasyon-seramik kelimelerinin ilk hecelerinden oluşan ormoser adı verilmiştir. Ormoserlerde çok fonksiyonlu ürethan ile tioeter oligo metakrilat alkoksilanın inorganik-organik kopolimerleri oluşur. Silanın alkoksisil grupları hidroliz ve polikondensasyon reaksiyonları ile inorganik Si-O-Si ağını, metakrilat grupları da fotokimyasal yolla organik polimerizasyonu gerçekleştirir. Ormoserlerin aşınmaya karşı dirençleri kompozit rezinlerden çok daha fazladır. Definite bu tip kompozitlere örnek olarak gösterilebilir (Hickel ve ark., 1998; Dayangaç, 2000; Sabbagh ve ark., 2004). İyon Salabilen Kompozitler: Restoratif diş hekimliği alanında bir başka yenilik iyon salabilen kompozitlerin üretilmiş olmasıdır. Bu tür kompozitler restorasyon yüzey ph değerinin değişimlerine bağlı olarak florür, hidroksil ve kalsiyum iyonları salarlar. Plak birikiminin ph değerini düşürmesi, iyon salımını arttırır. Yeni geliştirilen bazik cam taneciklerinin oluşturduğu bu etkileşim ile bakterilerin üremesini inhibe etmek amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda karyojenik bakterilerin ürettiği asitlerin tamponlanacağı, demineralizasyonun azalacağı ve restorasyon kenarlarında sekonder çürük oluşumunun önleneceği umulmuştur. Bunlara Ariston phc örnek olarak gösterilebilir (Dayangaç, 2000).

43 43 Nanodolduruculu Kompozitler: Hem anterior hem de posterior restorasyonlar için pek çok restoratif materyal dizayn e Mikrofiller cilalanabilirliklerinin iyi olması nedeniyle anterior restorasyonlarda kullanılırl çiğneme kuvvetleri karşısında dayanıklı olmadıkları için, posterior restorasyonlarda yetersizdirl yandan hibritler, estetik kalite pahasına gelişmiş dayanım sağlarlar (Davis, 2003). Rezin bazlı k teknolojisinin geliştirilmesinden sonraki amaç; mikrofil kompozitlere benzer, yüksek bir b cilalanabilirliği, parlaklık ve üstün bir cila dayanıklılığı özelliği ile hibrit kompozitlere benzer strese maruz kalan restorasyonlar için uygun mekanik dayanım ve aşınma direnci gibi özellikleri bulunduran ve ağız içindeki tüm bölgelerde kullanılabilen bir kompozit doldurucu m geliştirilmesidir. Bu amaçla nanodoldurucular, ileri metakrilat rezinler ve polimerizasyon tekno kullanan kompozitler geliştirilmiştir (Mitra ve ark., 2003). Nanokompozitler olarak adlandırılan geliştirilmiş materyaller, kompozit üretiminde dayanım ve estetik kalite özelliklerini b nanoteknolojiyi kullanırlar (Davis, 2003). Nanoteknoloji, nanometre ölçeğindeki fiziksel, kimyasal ve biyolojik olayların anlaşılması, kontrolü ve üretimi amacıyla, fonksiyonel materyallerin, cihazların ve sistemlerin geliştirilmesidir. Nanoteknolojide fonksiyonel materyaller ve yapılar bir çok fiziksel veya kimyasal metotla, 0,1-100 nanometre arasında üretilir (Kirk ve ark., 1991). Nano kelimesi Yunanca kökenli olup nanometre 10-9 metreyi veya 10-3 mikrometreyi ifade eden, çok küçük boyutlarda bir ölçü birimidir. Bir hidrojen atomu 0,1-0,2 nm boyutlarında, küçük bir bakteri ise 1000 nm boyutlarındadır (Duke, 2003; Mitra ve ark., 2003). Yapı materyalleri, yüksek performanslı kaplamalar, katalizörler, elektronikler, fotonikler ve biomedikal sistemleri kapsayan çeşitli uygulamalar için farklı tiplerdeki nanokompozitlerin geliştirilmesini sağlayan pek çok çalışma yapılmaktadır (Dagani, 2000). Dental kompozitlerde ise nanoteknoloji bir türlü istenilen özelliklere tam olarak ulaşamayan kompozitler için bir umut ışığı olmuştur. Nanoteknolojinin kullanımıyla,

44 44 oluşturulan dental restoratif materyallerin önemli özelliklerinin geliştirilmesi mümkündür. Nanodoldurucular gibi yakın zamanlarda mevcut olan materyaller, dental kompozitleri geliştirebilirler. Ayrıca nanoteknoloji yoluyla oluşturulan nano ve mikroyapılar; dişler, seramikler ve cam doldurucuların, aşınmaya dirençli ve koruyucu şekilde kapatılmalarının yanısıra, biyouyumlu, yüksek aşınma direnci ve düşük büzülme gösteren dental kompozitler için kullanılabilir. Dental implantlar veya biyoseramikler için örtücüler gibi biyouyumlu ve biyoaktif materyallerin geliştirilmesi açısından da nanoteknoloji çok ilgi çekicidir (Moszner ve Klapdohr, 2004). Nanodoldurucular geleneksel dolduruculardan çok farklıdırlar ve üretim işlemleri de diğer geleneksel partiküllerin üretim şekillerinden farklılıklar göstermektedir. Makrofiller, hibritler ve mikrofiller gibi günümüzün mekanik olarak kuvvetli doldurucu partiküllerini yapmak için kuartz, erimiş cam seramikler gibi geniş ve yoğun partiküller küçük bir partikül boyutu oluşturacak şekilde biraraya getirilir. Fakat geleneksel doldurucu partiküllerin, büyük cam kütlelerin öğütülmesi sonucu küçük partiküllerin elde edilmesi biçiminde üretimi nedeniyle doldurucu partikül boyutları 100 nm nin altına düşemez. Nanodoldurucu teknolojisinde ise bu engellerin üstesinden gelmek ve moleküler skalada yapı taşları üretmek için elde edilen partiküller, atomun atoma, molekülün moleküle ilavesi şeklinde, ilerledikçe genişleyen yapılar içinde toplanır ve dental kompozitler için uygun, nano boyutlu dolduruculara dönüştürülür (Mitra ve ark., 2003). Sol-jel işlemiyle üretilen bu izole nanopartiküller organik matrikse ilave edilerek, geleneksel cam dolduruculara oranla daha fazla doldurucu yüklemesine olanak verir (Schottner, 2001). İstenilen boyutlarda (20 nm gibi) ve küresel parçacıklar halinde elde edilebilen bu nanoparçacıklar, geleneksel doldurucu parçalarla kıyaslandığında tamamen yeni özellikler gösterirler. Bu özellikteki doldurucular bir katıdan çok sıvıya benzerler. Bu parçalar geleneksel doldurucuların yaptığı gibi matriksi kalınlaştırmazlar. Kompozit rezinlere %50 oranına varana kadar nanodoldurucular katıldığında bile, hala saf,

45 45 doldurulmamış rezinin vizkozitesine benzer kompozit rezinler elde edilebilir (Danebrock, 2005). Nanoteknoloji kullanımı ile dental kompozitlerin üretimi iki yolla olmaktadır: 1. Nanomerlerin ve nanoclusterların kullanılmasıyla restoratif materyallerin üretilmesi 2. Geleneksel cam doldurucuların arasına nanopartiküllerin yerleştirilmesi ile yüksek performansta bir üniversal restoratif materyalin üretilmesi. Burada geleneksel doldurucular bir ağ oluştururken, nanopartiküller bu ağın içindeki boşlukları doldurur. Bu da materyalin yoğun ve daha az rezin içerikli hale gelmesine olanak sağlar (Danebrock, 2005). Nanopartiküllü kompozit materyallerin organik yapısı, diğer geleneksel ve hibrit kompozitlerle benzer polimer yapılarından meydana gelmektedir. İnorganik yapıyı meydana getiren partiküller ise iki ayrı kısımdan oluşmaktadır (Davis, 2003). 1. Nanomerler 2. Nanomer grupları (nanocluster) Nanomer Hibrit yapısı Tip 5 nm den 75 nm ye Nanomer kadar olan bir aralıktaki, Nanocluster bir araya getirilmemiş (non aggregated) ve toplanmamış (non agglomerated) tek tek silika partiküllerini ifade eder. Nanomerler kompozit organik yapısında ayrı ayrı bulunurlar. Bu nanomer yüzeylerinde, organik faz ile bağlantı gücünün arttırılması amacıyla silanla muamele edilerek ön hazırlık işlemleri yapılmaktadır. Nanodoldurucuların geleneksel mikro dolduruculara göre daha küçük olmaları, organik yapı ile temas eden yüzey alanının artmasına ve inorganik faz-organik faz bağlantısının daha kuvvetli olmasına neden olmaktadır (Davis, 2003; Duke, 2003; Mitra ve ark. 2003). Nanomer grupları (nanocluster) ise 50 nm den küçük nanomerlerin gevşek bağlar ile meydana getirdiği nm boyutundaki yapılardır. Silika ve zirkonyum partikülleri içerirler. Kompozit yapısındaki bu nanomer grupları, restorasyona gelen kuvvetler karşısında tek bir büyük partikül şeklinde direnç gösterirken, restorasyon yüzeyine

46 46 etki eden aşındırıcı kuvvetler karşısında nanomerik düzeyde kopmalar meydana gelmektedir. Nanoclusterların bu özelliği nanokompozitlerin, bir taraftan hibrit kompozitler gibi aşınma dirençlerinin ve mekanik özelliklerinin yüksek olmasına neden olurken, diğer taraftan mikrofil kompozitler gibi cilalanabilmelerini ve yüzey özelliklerinin uzun süre devam edebilmesini sağlamaktadır. Estetik ve performansta optimizasyon ve reolojik gereklilikler nedeniyle yukarıda belirtilen nanomerler ve nanoclusterlar birlikte katılarak, ağırlıkça %72 ile %87 oranında yüksek doldurucu içeren kompozit yapısı meydana getirilir (Davis, 2003; Duke, 2003; Mitra ve ark. 2003). Nanodoldurucu Teknolojisi Nanomer (5-75nm OPB) Nanocluster (Temel olarak 2-20 nm parçalardan oluşan 1µ OPB deki clusterler) Geleneksel Doldurucular (1µ OPB) Resim 1.3. de A 5-75nm OPB deki (ortalama partikül büyüklüğü) nanomer partiküllerinin, B 1µ OPB deki nanocluster partiküllerinin, C ise 1µ OPB deki hibrit dolduruculu kompozitlerin şematik ve transmisyon elektron mikroskop görüntülerini göstermektedir (Mitra ve ark., 2003). Nanocluster doldurucuların öbek büyüklüğü hibrit doldurucularla benzer olmakla beraber, nanocluster partiküller hibrit doldurucu partiküllerden farklı özellikler gösterirler (Resim1.3). Hibrit doldurucular tipik olarak geniş, yoğun ve ortalama boyutu 1 mikron olan partiküllerdir ve bunlar ağız içindeki normal abraziv etkenlerle daha küçük parçalara bölünmezler. Nanoclusterlarda ise daha geniş sekonder

47 47 partiküllerden ziyade (rezinden büyük bir parçanın ayrılması yerine) nano boyutlu birincil parça aşınır. Böylece sonuç aşınma yüzeyleri daha küçük defektlere sahiptir ve bu da daha iyi cila retansiyonuna olanak sağlar (Şekil 1.4a, Şekil 1.4b) (Mitra ve ark., 2003). Önce Sonra Şekil 1.4a. da mikrohibrit kompozit rezinlerin bitirme ve cila işlemleri öncesi ve sonrası yüzeyleri görülmektedir. Bitirme işlemleri ile rezin matriksin uzaklaştırılması sonrası açığa çıkan doldurucu partiküller nedeniyle, yüzeyde kraterler oluşur ve yüzey pürüzlülüğü artar (Davis, 2003). Önce Sonra Şekil 1.4b. de ise nanokompozitlerin bitirme ve cila işlemleri öncesi ve sonrası yüzeyleri görülmektedir. Bitirme işlemi sonrası oluşan kraterler daha küçüktür (Davis, 2003). Nanokompozitlerin avantajları şöyle özetlenebilir: 1. Üstün cilalanabilir özellikleri ve bu cilalı özelliklerini uzun süre devam ettirebilmeleri nedeniyle mikro dolduruculu kompozitlerle karşılaştırılabilir özellikler göstermektedirler. 2. Diş fırçası abrazyonu sonrası yüksek bir cila retansiyonu gösterirler. Bu materyaller diş fırçası abrazyonuna maruz kaldıktan sonra, sadece nano boyutlu parçalar yüzeyden kopup ayrılır ve yüzeyde ışığın dalga boyundan küçük defektler bırakırlar. Görünüm gene cilalı olacak ve yüzey pürüzsüz gözükecektir. Bu durum

48 48 abrazyon ile geniş partiküllerin ayrıldığı ve geniş kraterler bıraktığı hibrit ve mikrohibrit kompozitlerin durumuna terstir. 3. Nano boyutlu inorganik doldurucu partiküller, klinik uygulama özelliklerinin mükemmelliğini devam ettirirken, kompozit pastaların doldurucu içeriğinin arttırılmasını ve organik matriks yüzdesinin azaltılmasını sağlamaktadırlar. Bu durum hibrit kompozitlerle karşılaştırılabilir mekanik özelliklere ve aşınma direncine sahip olmalarını sağlamıştır. 4. Doldurucu oranının yüksek olması, organik yapının hacimce azalmasına neden olmakta ve sonuç olarak polimerizasyon büzülme oranı da azalmaktadır. 5. Nanodoldurucuların ayrıca optik özellik avantajları vardır. Genel olarak, pigmente olmayan dental kompozitlerde arzu edilen düşük görsel opasiteyi sağlarlar. Bu özellik, klinisyene insizal kenarlarda gerekli olan çok translüsent renklerden, çok tabakalı restorasyonların final tabakasında gerekli olan daha opak renklere kadar çok geniş bir renk aralığı sağlar ve opasite yapımını kolaylaştırır. Bu da daha estetik restorasyonlara olanak verir (Resim 1.4.). 6. Nanodoldurucu partiküllerin boyutlarının görünür ışığın dalga boyundan çok daha küçük olması, bu materyallere bir çok estetik ve optik özellikler kazandırır. Işık uygulandığında, uzun dalga boylu ışık materyal içinden doğrudan geçer ve materyaller yüksek bir translüsensi gösterirler. Ayrıca geniş renk spektrumu sergilemeleri nedeniyle anterior bölge restorasyonlarında rahatlıkla kullanılabilmektedirler. 7. Siyah bir zemin üzerine yerleştirilecek olursa, nanopartiküller mavi ışığı saçarlar ve kompozite opalüsent bir etki verirler (Condon ve Ferracane, 1998; Condon ve Ferracane, 2002; Duke, 2003; Mitra ve ark., 2003; Yap ve ark., 2004e).

49 49 Nanokompozitlerin Görsel Opasitesi Hibrit Kompozit Mikrodolduruculu Kompozit Nanodolduruculu Kompozit Resim 1.4. Nanokompozit materyallerin optiksel özelliklerinin diğer tip kompozitlerle karşılaştırılmasını göstermektedir (Mitra ve ark., 2003). Nanodoldurucularla yapılan araştırmalar Wu ve ark. (2002a) nano boyutlu dolduruculardan deneysel nanokompozitler hazırlamışlar ve nanodoldurucuların nanokompozitlerin estetik özelliklerine etkisini değerlendirmişlerdir. Deneysel nanokompozitlerin, test edilen hibrit (TPH Spectrum) ve mikrohibrit (Esthet X ve Point 4) kompozitlerden daha iyi cila retansiyonu gösterdiklerini bulmuşlardır. Dabanoğlu ve ark. (2003) 18 farklı kompozit materyalinin ACTA (Academisch Centrum Trandheelkunde Amsterdam) aşınma cihazı ile 200,000 siklusta oluşturulan aşınma değerlerini, lazer tarama cihazı ile sayısal olarak belirlemişlerdir. İnceledikleri reçine esaslı restoratif materyaller içinde en az aşınma değerini nanopartikül içeren iki kompozit materyalinde bulmuşlardır. Çalışmanın sonucunda incelenen materyallerden Grandio 32.5 mm lik bir aşınma gösterirken, Filtek Supreme 35.1 mm lik aşınma değeri göstermiştir. Yap ve ark. (2004e) rezin modifiye cam iyonomer, visköz cam iyonomer, kompomer, minifil kompozit, mikrofil kompozit, ormocer ve nanokompozit olmak üzere farklı tip estetik restoratif materyallerin yüzey düzgünlüğünü karşılaştırdıkları çalışmaları sonucunda, en düzgün yüzey değerlerini nanomer kompozit (Filtek Supreme, 3M-ESPE) ve ormocer (Admira, Voco) materyallerinde gözlemişlerdir.

50 50 Condon ve Ferracane (1998) ve Condon ve Ferracane (2002), bir silan bağlayıcı ajan ile muamele edilmemiş nanodoldurucu partiküllerin, deneysel kompozitlere ilave edildiğinde polimerizasyon streslerini azalttıklarını, mekanik özellikler üzerinde de yararlı bir etkiye sahip olabileceklerini bildirmişlerdir. Diğer yandan Musanje ve Ferracane (2004) yaptıkları çalışmada nanodoldurucuların yüzey muamelelerinin ve rezin vizkozitesinin deneysel hibrit kompozitlerin erken ve uzun dönem özellikleri üzerine etkisini değerlendirmişlerdir. Çalışmada, silan bağlayıcı ajan ile muamele edilmemiş nanodoldurucu partiküllerin hibrit kompozitlere ilavesinin, dönüşüm derecesi üzerine sistematik bir etkisinin olmadığı ve nonbonded nanodoldurucuların, hibrit kompozitlerin uzun dönem özellikleri üzerine önemli bir yıkıcı etkiye sahip olmadıkları gösterilmiştir. Wu ve ark. (2002b) yeni nano boyutlu dolduruculardan hazırladıkları deneysel radyoopak nanokompozitlerin çapsal gerilim dayanımlarını ve aşınma dirençlerini bir mikrofil (Filtek A110), 2 hibrit (Z250 ve TPH Spectrum) ve 2 mikrohibrit (Esthet X ve Point 4) kompozit rezin ile karşılaştırdıkları çalışmalarında, deneysel nanokompozitlerin aşınma dirençlerini, inceledikleri diğer kompozitlerden istatistiksel olarak daha iyi bulmuşlardır. Çapsal gerilim dayanımı açısından da, deneysel nanokompozitler test edilen mikrofil ve mikrohibrit kompozitlerden daha yüksek, hibrit kompozitlere ise eşit ya da daha yüksek değerler vermişlerdir. Mitra ve ark. (2003) yaptıkları çalışmada, nanokompozit Filtek Supreme Universal Restorative in Filtek Supreme Standard ve Filtek Supreme Translucent formüllerinin çapsal gerilim dayanımını, sıkışma dayanımını, esneme dayanımını ve kırılma direncini, test edilen hibrit ve mikrohibrit kompozitlere eşit ya da daha yüksek değerde, mikrofil kompozitlerden ise daha yüksek değerde bulmuşlardır. Üç boyutlu aşınma sonuçları nanokompozitler için test edilen diğer rezinlerin hepsinden daha iyidir. Nanokompozitler test edilen hibrit ve mikrohibrit kompozitlerden daha iyi, mikrofil kompozitlere ise eşit cila retansiyonu göstermişlerdir. Araştırmacılar nanokompozit materyallerinin mikrofil kompozitler ile karşılaştırılabilecek oranda yüksek translüsensi, iyi cilalanabilirlik ve cila retansiyonu özelliklerini taşıdıklarını, bu materyallerin sergiledikleri fiziksel özellikler ve aşınma dirençlerinin de en az

51 51 hibrit kompozitler kadar iyi olduğunu belirtmişler ve nanokompozit materyallerinin hem ön bölge hem de arka bölgede rahatça kullanılabilecek materyaller olduğunu bildirmişlerdir. Başeren (2004), çeşitli bitirme ve cila işlemlerinin bir nanofil kompozit olan Filtek Supreme nin, bir nanohibrit kompozit olan Grandio nun ve bir ormoser bazlı dental restoratif materyal olan Admira nın yüzey pürüzlülüğü üzerine etkisini değerlendirdiği çalışmasında; nanofil ve nanohibrit kompozitlerin mylar stripler karşısında ormoserden daha pürüzsüz yüzeyler verdiğini bildirmiştir. Davis (2003) bir vaka çalışmasında nanokompozit materyali (Filtek Supreme) kullanarak üst iki santral diş kırığını restore etmiş ve nanokompozitlerin klinik uygulamalarda başarılı olduğunu belirtmiştir. Benzer şekilde Manhart (2004), posterior bölgede çürük nedeniyle Sınıf II kavite açılan bir üst premolar dişi; bir nanohibrit kompozit materyali (Grandio) kullanarak restore etmiştir. Final restorasyonun fonksiyonel ve estetik olarak çok başarılı olduğunu, fizyolojik olarak uygun bir aproksimal kontakt oluştuğunu ve restorasyonun komşu diş yapısıyla mükemmel bir renk uyumuna sahip olduğunu rapor etmiştir.

52 52 Çizelge 1.1. Nanodoldurucu İçeren Bazı Kompozit Ürünleri Firma Ürün Doldurucu Seviyesi Ağırlık Hacim Doldurucu Yapısı Voco Grandio %87 %71,4 Nanohibrit kompozit (Silikondioksit nanodoldurucu partiküller + cam seramik mikrodoldurucular) 3M Filtek Supreme %78,5 %58-60 Nanofil kompozit (Nonaglomerize nanosilika dolduruculardan oluşan nanomerler + zirkonia/silika nanoclusterlar) Ivoclar Vivadent Tetric Evo Ceram %82,5 %68 Nano optimized mouldable ceramic (Seramik doldurucular + prepolimerize doldurucular + silikondioksit nanopartiküller) Kerr Premise %84 %69 Nanodolduruculu kompozit (Prepolimerize doldurucular + baryum cam doldurucular + silika nanopartiküller) Pentron Simile %75 %68 Nanohibrit kompozit (Baryum borosilika cam + silika/zirkonia nanopartiküller) Bisco Aelite Aesthetic Enamel %70-75 Firma belirtmemiş Güçlendirilmiş nanofil kompozit (Nanodoldurucular + güçlendirici doldurucular) Oldukça yeni olan bu tekniği, bir çok firma son ürettikleri kompozit rezin esaslı dolgu maddelerinde kullanmaktadırlar (Çizelge 1.1.). Nanodoldurucu içeren bu kompozitlere ilişkin in vitro çalışmaların sayısı artmakla beraber, bu materyallerin kullanıma yeni girmiş olması nedeniyle in vivo klinik performans çalışmalarına literatürlerde henüz rastlanılmamıştır. Aynı zamanda hangi nanodoldurucunun hangi yöntemle ve ne oranda yapı içerisine ilave edileceği de kesinlik kazanmamıştır. Nanodolduruculu kompozitler arasında karşılaştırmalar da henüz yapılmamıştır. Laboratuar çalışmalarına göre; mevcut hibrit ve mikrofil kompozitlerden üstün özellikler sergilediği belirtilen bu ürünlerin avantajları ve dezavantajları yapılacak çalışmalarla desteklenmelidir. Klinik gözlem çalışmalarında da benzer başarıyı göstermeleri, bu yeni materyallerin hem estetik amaçlarla anterior bölgelerde hem de amalgam alternatifi olarak posterior bölgelerde kullanılmasını sağlayacaktır.

53 Polimer ve Polimerizasyon Kompozit rezinler başlangıçta monomer halindedir, çeşitli yöntemlerle polimerizasyon sonucu polimer haline gelirler. Polimer; poli (birçok) ve mer (parça) kelimelerinin kombinasyonu olup; bir çok basit molekülden yapılmış makromolekül anlamına gelir. Yani polimerler çok parçadan oluşan moleküllerdir. Bir çok, tekrarlayan, basit kimyasal yapı ünitelerinden oluşan büyük molekülleri içeren bir grup doğal ve sentetik materyallerden oluşurlar (Leinfelder ve Lemans, 1988). Polimer yapısındaki en basit üniteye monomer denir. Kimyasal yapıları aynı olan ve aynı reaksiyon aktivitesine sahip basit moleküllerin (monomer), kimyasal olarak tekrarlanabilir şekilde birbirine bağlanmasından meydana gelen büyük moleküllere polimer denir (Phillips, 1991; O Brien, 1997). Polimer molekülleri genel olarak birbirini çeken aynı tip monomerlerden oluşurlar. Ancak farklı tip monomerlerin karıştırılmasıyla da hazırlanabilirler. İki ya da daha fazla kimyasal üniteden oluşan polimerlere kopolimer ; üç farklı monomer ünitesinden oluşan polimerlere ise terpolimer denir (O Brien, 1997; Craig ve Powers, 2002). Polimer molekülünün içeriğinde bulunan birbirine kovalent bağlarla bağlı çok sayıdaki monomerin molekül ağırlıklarının toplamı, polimerin molekül ağırlığını verir. Polimerler binlerle, milyonlarla ifade edilen molekül ağırlıklarına sahip olabilirler. Polimerin moleküler ağırlık dağılımı fiziksel özelliklerinde önemli rol oynar. Ortalama moleküler ağırlığı, monomer tipi ve konsantrasyonuna bağlı olsa da ısı, sertleşme zamanı gibi şartlara bağlı olarak da değişebilir. Monomer molekülünün kısa zincirli oluşu düşük dereceli polimerizasyonla sonuçlanıp rezini zayıflatırken, uzun zincirli oluşu da zayıflatıcı etki yapar. Eğer ortamda çapraz bağlı zincirler varsa kompozit rezinin direnci artar (Phillips, 1991; O Brien, 1997; Craig ve Powers, 2002).

54 54 Başka bir ifadeyle birden fazla tipteki ve çok sayıdaki küçük ağırlıklı molekülün, yüksek ağırlıklı tek bir molekül formuna dönüşmesi olayına polimerizasyon denir (Phillips, 1991). Kısaca, polimerizasyon; tek bir molekülden makromoleküllerin şekillenmesi olayıdır (Leinfelder ve Lemans, 1988; Phillips, 1991). Polimerizasyon işlemi farklı mekanizmalarla meydana gelir; ancak sentetik polimerler, monomerlerin birbirleri ile iki türlü reaksiyonu sonucu elde edilirler: İlave Polimerizasyon (additional polymerization, katılma polimerizasyonu) Kondensasyon Polimerizasyonu (condensation polymerization) (Taira ve ark., 1988; Phillips, 1991; O Brien, 1997) İlave Polimerizasyon (Katılma Polimerizasyonu) Kimyasal bir değişiklik oluşmadan, benzer moleküllerin çok sayıda tekrarlanması ile, aynı kimyasal kompozisyona sahip yüksek molekül ağırlıklı bir makromoleküle dönüşmesidir (Phillips, 1991). İlave polimerizasyon reaksiyonları daima, çift bağlar içeren doymamış moleküllerle meydana gelir. Bir monomer molekülünün iki karbon atomu arasındaki çift bağların açılması, monomerin aktivite kazanmasını sağlar. Böylece monomer bir başka monomer ile reaksiyona girer ve aktivitesini diğer bir moleküle transfer eder. Sonra diğer moleküldeki diğer çift bağ açılır ve bu olay devam eder. Böylece bir zincir reaksiyonu başlar (Phillips, 1991). Diş hekimliğinde daha çok katılma polimerizasyon tipine rastlanır. Katılma polimerizasyonu monomer içerisindeki başlatıcıya bağlı olarak üç şekilde gerçekleşir: Başlatıcılar katyonik, anyonik ya da radikalik olabilir. Alüminyum triklorür, kalay diklorür katyonik başlatıcılara örnek olarak verilebilirken, sodyum ve potasyum ise anyonik başlatıcılara örnektir. Ancak bunlar toksik maddeler olduğu için diş hekimliği alanında en sık radikalik polimerizasyon kullanılır. Radikalik polimerizasyonda başlatıcı olarak önceleri ultraviyole ışık kullanılırken, sonraları 400 nm den daha büyük dalga boylarına duyarlı görünür ışık kullanılmıştır. Görünür

55 55 ışık için bir diketon olan kamferokinon gibi, nm dalga boyuna sahip çeşitli aminler, N, N-dimetil amino etil metakrilat, hidroksi etil toluen ve hidrokinon gibi indirgeyici ajanlar kullanılır. Bu radikaller monomer molekülleri ile reaksiyona girerek monomeri aktif hale getirirler (Taira ve ark., 1988; Phillips, 1991). Katılma reaksiyonlarında yan ürün meydana gelmez. Bütün monomerler aynı molekül ağırlığına sahiplerdir. Kondensasyon polimerizasyonunun aksine, dev makromoleküller oluşur. İkisi arasında sadece kimyasal bağların dağılımı açısından farklılık vardır (Phillips, 1991) Kondensasyon Polimerizasyonu Birden fazla monomer türü arasında benzer bir mekanizmayla ilerleyen kimyasal reaksiyondur. İki monomer molekülünün basit bir esterifikasyon reaksiyonu ile dimer formuna dönüşmesi ve bu esnada su ve amonyak gibi küçük bir molekülü atarak birleşmesi olayıdır. Bu reaksiyon, yüksek molekül ağırlıklı bir polimer formuna ulaşana kadar bir seri reaksiyon şeklinde devam eder. Bu tür polimerizasyonlar basamaklı polimerizasyon reaksiyonları olarak da adlandırılırlar. İki ya da daha fazla fonksiyonel grubu bulunan moleküller kondensasyon reaksiyonları ile bağlanarak daha büyük molekülleri oluştururlar (Taira ve ark., 1988; Phillips, 1991). Tüm polimerizasyonlarda her zaman istenen özelliklerde polimerler hazırlamak mümkün değildir. Monomerler, polimerin fiziksel ve kimyasal özelliklerini etkilerler. Bu yüzden polimerizasyon işleminde Kopolimerizasyon ve Çapraz bağlantı da önemlidir.

56 Kopolimerizasyon Monomerlerin kimyasal özelliklerinden yararlanmak amacıyla; reaksiyon ortamına çeşitli konsantrasyonlarda birden çok sayıda monomer eklenebilir. İşte bu şekilde, farklı kimyasal yapıya sahip iki ya da daha fazla monomer molekülünün bir araya gelmeleriyle oluşan polimerizasyon türüne kopolimerizasyon, bu şekilde elde edilen polimere de kopolimer denir (Phillips, 1991). Diş hekimliğinde kullanılan kompozit dolgu maddelerinin büyük bir kısmı bu türdendir. Kompozit rezinler içindeki Bis-GMA monomerini dilue etmek amacıyla katılan TEGDMA monomerleri kopolimerlerdir. Kopolimerler polimere birçok özellik kazandırdığından kopolimerizasyona sıkça başvurulur. Blok, random ve graft olmak üzere üç tip kopolimer tanımlanmıştır. Bunlar farklı monomer ünitelerinin polimer zincirindeki lokalizasyonlarını belirlemek için kullanılırlar. Blok kopolimerler monomerlerin bloklar şeklinde girmesiyle hazırlanırlar. Graft kopolimerlerde ise polimer zincirleri üzerinde bir yere, diğer bir tür polimer zinciri bağlanır. Kopolimerlerde bazen üç ya da daha fazla monomer de kullanılabilir ve monomerlerin belli bir düzen içinde polimerleşmesi istenir (Phillips, 1991; O Brien, 1997; Craig ve Powers, 2002) Çapraz Bağlantı Bir zincir yapısı oluşturabilecek şekilde birbirine bağlanan polimer moleküllerinden oluşan yapıya, reaktif yan zincirlere sahip monomerler ilave edilir. Bu yan zincirler, bir zincirin diğer bir zincire bağlanmasına olanak sağlar ve böylece üç boyutlu bir yapı oluşur. Çapraz bağlı polimerler fiziksel açıdan daha dayanıklı olup, su emilimi ve çözünürlüğü az olan materyallerdir. Çapraz bağlayıcı ajanın konsantrasyonu ve kompozisyonu fiziksel özellikleri etkiler (Phillips, 1991; Mc Cabe ve Walls, 2000).

57 Polimerizasyon Safhaları Diş hekimliğinde kullanılan materyallerin çoğu genellikle ilave polimerizasyon reaksiyonu ile polimerize olur. Bu polimerizasyon işlemi üç safhada oluşmaktadır. 1.Başlama Reaksiyonu (Initiation): Polimerizasyonu başlatmak için serbest radikallerin üretilmesi gerekir. Serbest radikal tersiyer amin ya da organik peroksit ile sülfinik asit derivesi gibi kimyasal bir aktivatörün ısı veya ışık ile reaksiyonu sonucu elde edilir. Başlatıcı serbest radikal monomer molekülü, yani metil metakrilat ile reaksiyona girerek monomerdeki çift bağı açar ve monomerdeki karbon atomuna bağlanarak, diğer monomer moleküllerinin eklenmesi için gereken enerjiyi verir. Böylece karbon atomunu kararsız halde bırakıp bağlantının kendisini serbest radikal haline getirir (De Clark 1987; Leinfelder ve Lemans, 1988; Phillips, 1991). 2. Büyüme, Yayılma Reaksiyonu (Propagation): Serbest radikalle reaksiyona giren monomer molekülünün çift bağının açılmasıyla oluşan metil metakrilat serbest kökü, komşu monomer molekülünün de çift bağını açar. Bu işlem zincirin sürekli büyümesine neden olur. Polimer zincirlerinin büyümeye devam etmesi, monomer ünitelerinin bitmesine kadar devam eder. Aynı zamanda serbest radikali olan herhangi bir materyal ile reaksiyona girmesiyle de sonlanabilir. Prematür olarak oksijen içeren, hidrokinon ve öjenol gibi tipik ajanlar reaksiyonu sonlandırabildiği gibi, iki ayrı zincir de etkileşime girerek kendi serbest radikallerini ortadan kaldırabilir (Phillips, 1991). 3. Sonlanma Reaksiyonu (Termination): Zincir reaksiyonları direkt çift bağlarla veya büyümüş bir zincirden diğerine hidrojen atomu alışverişiyle sonlandırılabilir. Yani polimer moleküllerinin enerji alışverişiyle deaktive olması işlemidir ki, bu işlem polimer zincirinin sonuna yerleşen serbest

58 58 köklerin aktivasyonlarının kalkmasıyla son bulur. Bazen de radikalin aktivitesi daha sonra büyüme yapabilecek başka bir zincire transfer olarak diğer bir zincirin devamlı büyümesiyle sonuçlanır (De Clark 1987; Phillips, 1991). Başlatıcı ışık ile aktive edildikten sonra, ortamda çok sayıda monomer molekülü bulunduğundan sonlanma reaksiyonları azdır. Zaman içinde monomerler zincire eklendikçe, monomer konsantrasyonu azalacağından büyüme reaksiyonları azalır, sonlanma reaksiyonları artar. Ortamda monomer bittikten sonra radikaller uzun süre kararlı kalamazlar, su, hava oksijeni ve hava karbondioksiti gibi bir madde ile aktivitelerini kaybederler. Polimerizasyon reaksiyonlarında başlatıcı konsantrasyonu optimum bir değerde olmalıdır. Başlatıcı konsantrasyonu düşük olduğunda polimerleşme hızı yavaş olur. Yüksek konsantrasyonlarda ise ortalama polimerizasyon derecesi sayısı az olur, böylece oluşan polimerin molekül kütlesi küçük olur. Küçük molekül ağırlıklı polimerlerin yoğunluk, erime noktası, kırma indisi, sertlik özellikleri düşüktür ve termal dayanımı azdır. Diş hekimliği alanında polimerizasyon hasta ağzında yapıldığı için, polimerizasyon hızının yüksek olması istenir (Phillips, 1984; O Brien, 1997) Kompozit Rezinlerin Polimerizasyon Sistemleri İki bileşenli, kimyasal olarak polimerize olan kompozitlerde patlardan biri, genellikle benzoil peroksitten oluşan katalist (catalyst) denen başlatıcıyı içerir. İlk üretilen kompozit rezinlerde patlardan birinde polimer tozuyla karıştırılmış benzoil peroksit ve dibutilfitelat gibi monomer içermeyen likit bir plastikleştirici vardır. Uzun süre saklanmış kompozit rezinlerde peroksitin dekompozisyonu ile sertleşme yavaş olur. Bu nedenle materyalleri buzdolabı ve karanlıkta saklamak raf ömrünü uzatacaktır. Bu materyallerde diğer pasta veya likitin içindeki aktivatör genellikle tersiyer bir amindir. En çok kullanılan tersiyer amin di-hidroksietil-p-toluidin olup, geleneksel dimetil-p-toludin kullanımına kıyasla daha sabit renk sağlar (Rawls, 2003).

59 59 Kompozit rezinlerde, rengin sararması ultraviyole ışığı absorbe edicilerin ilavesiyle en aza indirgenmiştir. Kompozit rezinlerin çoğu böyle bir maddenin yanısıra floresan bir madde de içerir (Crispin, 1994). Ultraviyole ile polimerize olan materyaller başlatıcı olarak genellikle yedekleşmiş benzoin metil eterin %1 ini içerirler. Işık aktivasyonu ile başlatıcı radikaller parçalanmaya uğrar ve polimerizasyon başlar. Bu materyalleri polimerize etmekte kullanılan çeşitli lamba tipleri uzun dalga boyunda ultraviyole ışık saçarlar ( nm). Fakat başlatıcının spesifik absorbsiyonu 365 nm ye yakındır (Crispin, 1994; Van Noort, 2002). Görünür ışıkla polimerize olan materyaller başlatıcı olarak benzil veya kamferokinon gibi diketon içerirler. Aktivatörleri ise dimetil aminoetil dimetakrilattır. Bu tek pastalı kompozitlerin polimerizasyonu için 470 nm dalga boyunda görünür mavi ışık kullanılır. Diketon, ışık enerjisini absorbe ettikten sonra, reaksiyona hazır bölgelere transfer eder. Bu bölgelerde diketon, redükleyici ajanla birleşip exiplex denilen hareketli bir kompleks oluşturur. Bu kompleks parçalanarak serbest radikalleri meydana getirir (O Brien, 1997). Işıkla polimerize olan farklı markaların polimerizasyon hızı; formulasyona ve enerji kaynağına bağlıdır. Dimetakrilat monomerlerinin polimerizasyonu esnasında çok geniş bir çapraz bağlanma ortaya çıkar; fakat materyal büyük miktarlarda artık monomerler içerebilir (Ruyter ve Oysaed, 1987) Görünür Işık Polimerizasyon Cihazları Kendi kendine sertleşen kompozitler zaman içerisinde yerini ışıkla sertleşen kompozitlere bırakmıştır. Işıkla polimerize olan kompozit rezinler uzun süreden beri restoratif diş hekimliğinde artan bir kullanım alanı bulmuştur. Bu süre içerisinde dental materyaller ışıkla sertleşmesi açısından görünmez U.V. spekturumundan ( nm lik dalga boyu) görünür spekturuma ( nm) yönelen bir gelişme

60 60 göstermiştir. Görünür spekturumun mavi ucunda; mavi-yeşil sınırındaki ışık, ışıkla polimerize olan dental restoratif materyalleri polimerize etmektedir. Işıkla polimerizasyon nm lik elektromanyetik dalga boylarında başlamaktadır. En sık kullanılan fotobaşlatıcı olan kamferokinonun ışık absorbsiyon spekturumu da bu aralıktadır ve 470 nm de pik yapar (Şekil 1.5.) (Council on Dental Materials, Instruments and Equipment, 1985; Peutzfeldt ve ark., 2000). Şekil 1.5. Kamferokinonun absorsiyon eğrisi Kompozit rezinlerin uzun dönem klinik başarısı kullanılan ışığa ve polimerizasyon derecesine bağlıdır. Maksimum polimerizasyon için, kompozit sistem içinde bulunan ve uyarılarak polimerizasyonu başlatacak olan yapıya, uygun dalga boyu aralığında, etkili bir şiddette ve yeterli sürede ışık verilmelidir ve ışık restorasyonun tüm yüzeyine ulaşmalıdır. Bu faktörler uygun değilse materyal tam olarak polimerize olmaz. Yetersiz polimerizasyon ise materyalin fiziksel ve mekanik özelliklerinin optimum seviyede olmasını engeller, su emilimi ve çözünürlüğünü arttırır. Sonuçta restorasyonda başarısızlıklar ve hatta restorasyonun kaybı söz konusu olabilir (Mills ve ark., 1999a; Yoon ve ark., 2002). Işıkla polimerizasyon için ışık cihazlarından faydalanılmaktadır. Zaman içerisinde kompozit sistemlerin yanısıra piyasaya çıkarılan çeşitli ışık cihazlarının sayılarında da artış olmuştur (Mc Cabe ve Carrick, 1989).

61 61 Işık cihazları temel olarak ana kutu, ışık kaynağı, belirli dalga boylarındaki ışığın geçişini sağlayan filtreler ve ışığı uygulama bölgesine dağıtacak fiber optik ışık ileticiden oluşmaktadır. İki farklı şekilde dizayn edilebilirler. İlkinde tabanca şeklinde bir sistem kullanılır ve iki ana kısımdan oluşur: Hareketsiz kısım elektrik enerjisinin uygun düzeye gelmesini sağlarken; tabanca şeklindeki hareketli kısım, ışık kaynağı, filtreler ve fiber optik parçaları kapsar ve hekimin elinde bulunur. Tabanca şeklindeki ışık cihazları çeşitli çap ve eğimlerden oluşan değiştirilebilir ışık uçlarının kullanımına izin verirler. Bununla birlikte, ağırlık (özellikle pilli modeller için), ışık kaynağından gelen ısı üretimi, soğutucu fandan gelen ses ve uzun süre kullanım esnasında el tutacağının ısınması gibi bazı dezavantajlara sahiplerdir. Farklı şekilde dizayn edilen diğer tip ışık cihazlarında ise, ışık kaynağı ve filtre cihazın ana kutusuna yerleştirilmiştir. Işık cam fiberlerden oluşan esneyebilen bir kablo boyunca geçirilir. Elle tutulan hareketli kısım çubuk şeklindedir. Işığın fiber optik bir kabloyla taşındığı bu sistemlerin en önemli dezavantajı; oldukça pahalı olan fiber optik kablonun zarar görmesiyle, enerji yoğunluğunun kolayca azalması ve cihazın etkinliğinin düşmesidir. Ayrıca çubuk şeklindeki hareketli kısım farklı boyutlarda ışık uçlarının kullanılmasına izin vermez. Rijit cam fiberlerden oluşan fiber optik kablolar yerine ışığın transparan bir sıvı içeren esneyebilen bir çubuk boyunca taşındığı sistemler de mevcuttur. Işık cihazlarının her iki dizaynında da polimerizasyon süresini gösteren bir zaman göstergesi ve ışık kaynağını soğutacak parçalar bulunur (Council on Dental Materials, Instruments and Equipment, 1985; Shortall ve Harrington, 1996; Mills ve ark., 1999a; Mc Cabe ve Walls, 2000). Görünür ışık cihazları arasında spektral dağılım, aydınlanma şiddeti ve radyasyon şiddeti açılarından birçok farklılıklar mevcuttur (Blankenau ve ark., 1983; Council on Dental Materials, Instruments and Equipment, 1985; Fan ve ark., 1987; Barghi ve ark., 1994). Farklı modellerdeki cihazlar arasındaki ışık şiddeti farklılıkları, test edilen cihazların en yüksek ve en düşük şiddetleri arasında 4, 16 ve 59 kere daha fazla olacak şekilde bildirilmiştir. Sonuçlar ölçüm modelleri ve kullanılan aletlerin farklılıklarından etkilenmektedir. Dolayısıyla farklı ışık cihazlarının karşılaştırılıp satın alınmasında basit radyometrelerden yararlanılmamalıdır. Bu basit radyometreler, spesifik ışık cihazlarının ampul değişim zamanının belirlenmesi gibi

62 62 zamana karşı etkinliğinin kontrolü için kullanılmalıdır (Council on Dental Materials, Instruments and Equipment, 1985; Dunne ve ark., 1996). Blankenau ve ark. (1983) değişik cihazların ışık şiddetini tespit ettikleri çalışmalarında ışık cihazının şiddetinin önemine dikkat çekmişlerdir ve literatürdeki ışık şiddeti sonuçlarındaki farklılıkların, ölçüm metodlarının ve aletlerinin kullanımındaki farklılıklardan kaynaklanabileceğini bildirmişlerdir. İdeal bir ışık cihazında şu özellikler vardır: 1. Güç: Işık cihazının birim zamanda yaydığı enerji miktarıdır. Birimi mw dır. 2. Işık Yoğunluğu: Güç densitesi olarak da tanımlanır. Işığın uygulandığı birim alana düşen ışık gücüne denir. Birimi mw/cm 2 dir. Işık yoğunluğu restoratif materyallerin fiziksel özelliklerini hatta diş-restorasyon bağlantı kuvvetlerini etkilemektedir. Yeterli bir polimerizasyon için ışık yoğunluğunun en az 300 mw/ cm 2 olması gerekmektedir. Işık ucu daha büyük olan ışık cihazları daha fazla güce sahiptirler, ancak ışığın yayıldığı birim alan daha büyük olduğı için ışık yoğunluğu daha az olur. Işık yoğunluğu cihazın gücü arttırılarak veya cihazın ucunun çapı küçültülerek (ışık veren ucun birim alanının daraltılması ile) kontrol edilebilir 3. Işığın dalga boyu: Işık kaynağının yaydığı elektromagnetik dalga boyudur (Unterbrink ve Muessner, 1995; Mills ve ark., 1999a; Mills ve ark., 2002a; Craig ve Powers, 2002). Geleneksel ışık cihazlarında genel olarak kullanılan ışık kaynağı halojen lambadır. Bu sistemlerde ışık, kuartz çubuk, likit veya cam elyafı gibi belirli iletici ortamlardan geçer. Kuartz çubuk ve likit iletici ortamlar tübün içinde metal veya lastik ayrı bir iç boruyla korunurlar. Zamanla iç boru ve iletici ortam absorbe edilen enerjiden olumsuz etkilenebilir ve ışık şiddetinin değişmesine yol açabilir. Ayrıca cam elyafı oluşturan lifler de zedelenebilir. Tübün ışık veren yüzeyindeki her siyah nokta zedelenmiş bir cam elyafı lifini gösterir. Bu noktalar yüzeyin %30 unu kaplarsa ucun

63 63 yenilenmesi gerekir. %10-30 arasında olursa cihaz ancak %50 kapasiteyle çalışır. (Shortall ve Harrington, 1996). Işık cihazlarının ışık yoğunluğu pek çok faktörden etkilenir ve zaman içerisinde çeşitli fiziksel faktörler nedeniyle cihazın performansı düşer. Işık iletici fiberoptik bağlarda, fleksible cam sarmallerde kırılma ve çatlama çıkış gücünü ciddi olarak azaltır. Halojen ampul camının beyazlanması (frosting) veya kararması ve yansıtıcı lamba çanağının kaplamasının dökülmesi ile yansıtma özelliğinin azalması da ampulun ömrü bitmeden elde edilen enerjiyi azaltır. Frosting, ampul ve kaideyi birarada tutan yapıştırıcının buharlaşması ya da ampulün kuartz bölümünün kristalizasyonu sonucu görülür ve ışık yoğunluğunda %30-40 azalmaya yol açar (Tate ve ark., 1999). Filtrenin yanlış yerleştirilmesi ve ısı nedeniyle kaplamalarının bozulması nedeniyle yeterli filtrasyon yapılamaz ve ışık yoğunluğu azalır. Cihazın performans kayıtları dikkate alınarak 2 yıl ya da 400 restorasyon sonrası bakım programına başlanması ve filtrelerin yenilenmesi tavsiye edilmektedir (Üçok ve ark., 1987; Tate ve ark., 1999). Dikkatsiz kullanım sonucu oluşan kırılma ve çatlamalar, ışık uçlarındaki kompozit artıklarının temizlenmemesi, dezenfeksiyon ve sterilizasyon prosedürleri de yetersiz ışık yoğunluğuna neden olabilmektedir. Işığı ileten cam uçların otoklavda steril edilmesi sonucu ışık yoğunluğunun azaldığı, bir otoklavlama sonrası ışık yoğunluğunun %74 e, üç otoklavlama sonrası %50 ye düştüğü belirtilmiş ve soğuk sterilizasyon önerilmiştir (Rueggeberg ve ark., 1996; Nelson ve ark., 1997). Sterilizasyon prosedürlerinin elimine edilmesi amacıyla ya da bulaşıcı hastalık riski taşıyanlarda kullanılmak üzere tek kullanımlık ışık uçları piyasaya sürülmüştür. Yapılan bir çalışmada plastik ışık uçlarının, ışık yoğunluğunda yaklaşık olarak %8 lik bir azalmaya neden olduğu, fakat yoğunluğun 300mW/cm 2 lik uygun miktarın altına düşmediği görülmüştür. Bu tek kullanımlık ışık uçlarının çıplak elle tutulmasının, ışık yoğunluğunu %28, dil ve dudak gibi nemli yumuşak dokulara değdirilmesinin ise %23 oranında azalttığı belirtilmiş ve plastik ışık uçları

64 64 kullanılırken latex eldivenle ve dikkatli çalışılması ve uçların amacına uygun, tek sefer kullanılması tavsiye edilmiştir (Rueggeberg ve Caughman, 1998). Voltaj değişiklikleri de ışık şiddetini olumsuz etkiler. Cihazın bağlı olduğu şebeke voltajında meydana gelebilecek %6 lık bir azalma bazı cihazlarda ışık şiddetinin yaklaşık %25 azalmasına neden olmaktadır (Fan ve ark., 1987; Craig ve Powers, 2002). Işık şiddeti, polimerizasyon cihazının kullanım süresinin artmasıyla azalmaktadır (Barghi ve ark., 1994). Polimerizasyon cihazının şiddetinin kabul edilebilir düzeyde olup olmamasının tespitinde, cihazların basitçe göz ile muayenesi yeterli olmamaktadır. Örneğin ışığın parlak olması dalga boyunun doğru olduğunu göstermemektedir. Bu nedenle polimerizasyon cihazlarının doğru olarak çalışıp çalışmadığından emin olmak için muayenehanelerde kullanılmak üzere geliştirilmiş, ışık şiddetini ölçen ışık ölçerler (curing radyometreler) vardır. Bu aletler sınırlı bir dalga boyu aralığında ( nm) ışık kaynağının yoğunluğunu ölçerler. Günümüzde Sekonic, Candela+lux, Macam, Demetron, The Lamp Checker, Efos Cure Rite, Sure Cure, Hilux Hand-Held gibi pek çok ışık ölçer mevcuttur. Bunun yanısıra yoğunlukla birlikte spektral eğriyi de analiz edebilen, kompleks ve laboratuar düzeyinde radyometreler de ışık kaynağının yoğunluğunu ölçebilmektedirler (Pires ve ark., 1993; Dunne ve ark., 1996; Shortall ve Harrington, 1996; Tate ve ark., 1999). Muayenehanelerde kullanılan ışık cihazlarının şiddetini değerlendiren pek çok çalışma yapılmıştır. Demirköprülü ve ark. (1999) 80 adet görünür ışık polimerizasyon cihazının ışık şiddetini Hilux Hand-Held ışık ölçer kullanarak ölçmüşler ve kontrol edilen cihazların %65 nin ışık şiddetinin, üretici firmanın önerdiği değerlerden düşük olduğunu bulmuşlardır. Cihazların sadece %35 inin uygun ışık şiddeti değerlerine sahip olduğu görülmüştür.

65 65 Dunne ve ark. (1996) kullanımda olan 49 cihazın ışık şiddetini Lamp Checker ışık ölçeri ile ölçmüşler ve cihazların %63 ünün üreticinin önerdiği değerden düşük olduğunu, %18 inin ise çok düşük ışık şiddeti değerleri gösterdiğini bildirmişlerdir. Demetron radyometresini kullanarak, klinik kullanımda olan 209 görünür ışık cihazının ışık şiddetini ölçen Barghi ve ark. (1994), %54,4 cihazda uygun ışık şiddeti değerleri saptarken, %45,5 cihazın uygun olmayan ışık şiddet değerlerine sahip olduğunu bildirmişlerdir. Işık şiddeti 200 mw/cm 2 altında olan cihazların oranını ise %29,7 olarak bulmuşlar ve böyle cihazların kullanılmaması gerektiğini belirtmişlerdir. Günümüzde ışıkla sertleşen kompozitlerin polimerizasyonunda rutin olarak kullanılan ışık cihazlarındaki yoğun mavi ışığın, gözde zararlı olabileceği bildirilmiştir. Mavi ışık gözde en fazla retina üzerinde etkili olmaktadır. Bu nedenle uzun süreli kullanım sonucu gözde oluşabilecek hasarların azaltılması için, bu cihazların kullanımı sırasında diş hekimlerinin korucuyucu gözlük kullanmaları önerilmektedir (Antonson ve Benedetto, 1986; Council On Dental Materials, Instruments and Equipment 1986; Shorthall ve Harrington, 1996; Craig ve Powers, 2002). Kompozitlerin görünür halojen ışıkla sertleştirilmesi işlemi 1970 li yıllara dayanmaktadır (Burke ve ark., 1990). Mikroelektronik teknolojisindeki gelişmelerden etkilenerek ışık kaynaklarında da yeni arayışlar içerisine girilmiş ve günümüzde dört farklı tipte polimerizasyon sistemi diş hekimliğinin kullanımına sunulmuştur. Bu sistemler : Lazer Işık Polimerizasyon Cihazları, Plasma Ark Işık Polimerizasyon Cihazları, Quartz Tungsten Halojen Işık Kaynakları, Işık Yayan Diyotlar (Light Emitting Diodes, LED) dır (Caughman ve Rueggeberg, 2002; Burgess ve ark., 2002; Vandewalle ve ark., 2005).

66 Lazer Işık Polimerizasyon Cihazları LASER kelimesi İngilizce Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation kelimelerinin baş harflerinden oluşmaktadır. Uyarılmış radyasyon yoluyla ışığın güçlendirilmesidir. Lazer ilk olarak 1960 yılında kroniumoksit uygulanmış alüminyumoksit bar ile elde edilmiştir (Midda ve Harper, 1991). Lazer teknolojisinde atomların enerji absorbe etmeleri sonucu daha yüksek enerji düzeyine çıkma özelliğinden yararlanılmaktadır. Bu enerji transferinde oluşan fotonlar, aynı enerji düzeyine ve aynı frekansa ulaşıp aynı yönde hareket ederler. Lazer sistemleri, lazerin uygulandığı enerjinin dalga boyunu belirleyen aktif ortam, aktif ortamın atomlarını uyarmak için kullanılan bir pompa mekanizması ve optik yansıtıcıdan oluşur. Pompa mekanizması ve aktif ortam dışarıdan etki eden enerjiyle atomların uyarılmasını sağlar. Optik yansıtıcı ise iki konkav aynadan ibarettir ve fotonların aktif ortam içerisinde sürekli olarak yansıtılmasını sağlar. Bu iki aynadan biri fotonları tam olarak yansıtarak diğer atomları etkiler ve yeni bir emisyon meydana getirir. Güçlenmiş olan ışık, oluşan tek yönlü ve koherent ışıkların %1 ile %50 lik bölümü için geçirgen olan, diğer yansıtıcı aynadan geçerek etki yerine ulaşır. Bu dışarı çıkabilen fotonlar lazer ışığını oluşturur (Frentzen ve ark., 1990; Midda ve Harper, 1991). Lazer ışığını diğer ışıklardan farklı kılan özellikler; ışık kaynağından yayılan gücün bütün doğrulardan yayılmayıp çok dar bir ışık demeti içerisinde yoğunlaşarak, aynı dalga boyunda ve tek yönde yayılması (koherent), ışıkların tek renkte, aynı frekans ve enerjide olması (monokromatik), birbirlerine parelel olmaları (kollimar) ve bir yöne odaklanarak son derece şiddetli bir ışınım halinde verilebilmeleridir (Tarle ve ark., 1998).

67 67 Lazerlerde, lazer enerjisini oluşturan temel unsurlardan biri olan aktif ortamın farklılığına bağlı olarak dalga boylarında çeşitlilik görülür. Dolayısıyla, dalga boyları lazerlerin ayrılmasında kullanılan önemli unsurlardan biridir. Lazerler dalga boylarına göre şöyle sınıflandırılabilirler: Ultraviyole (U.V.): nm dalga boyu Görülebilir spektrum: nm dalga boyu İnfrared (kızılötesi) spektrum: 700 nm den mikrodalgaya kadar giden dalga boyları Bundan başka lazer sistemleri, oluşturdukları enerjinin yoğunluğuna göre yumuşak doku lazerleri, midlazerler ve sert doku lazerleri olarak da sınıflandırılabilirler (Midda ve Harper, 1991). Günümüzde diş hekimliğinde kullanılan lazer sistemleri lazer aktif maddelerine ve dalga boylarına göre şu tiplere ayrılmaktadırlar (Çizelge 1.2.): (Taşar ve Şener, 1997; Prause, 2000). Çizelge 1.2. Çeşitli lazer tipleri ve kullandıkları ışık dalga boyları LAZER TİPLERİ IŞIK DALGA BOYU 1 CO 2 Lazer nm 2 Erbiyum: YAG Lazer (Er: YAG) 2940 nm 3 Holmiyum: YAG Lazer (Ho: YAG) 2050 nm 4 Neodyum: YAG Lazer (Nd: YAG) 1064 nm 5 IST-Diod Lazer 810 nm 6 Argon Lazer nm 7 Excimer Lazer nm 8 Çift Frekanslı Alexandrit Lazer nm ve nm nm dalga boyu aralığında ışık spekturumuna ihtiyaç duyan kompozit rezin ve adeziv materyallerin polimerizasyonunda, nm dalga boyunda emisyon gösteren Argon lazerler kullanılabilmektedir (Burtscher, 1991).

68 68 Argon lazer inert gaz serilerinden biridir. Yüksek voltajlı bir akım gazı aktive eder, sonra voltaj düşer. Lazer ışığının bant genişliği halojen ışıktan daha dar olup, rezin kompozitlerin çoğunda kullanılan fotobaşlatıcı olan kamferokinonun maksimum absorbsiyon dalga boyu olan 470 nm ye yakındır (Tarle ve ark., 1998). Fakat bazı üreticiler absorbsiyon spektrumu kamferokinonunkinden farklı fotobaşlatıcılar kullanmaya başlamışlardır. Bu durum Argon lazer polimerizasyon cihazının bir halojen cihazdan daha az polimerizasyon reaksiyonu başlatmasına neden olabilir (Hilton, 2001). Argon lazer cihazlarının standart halojen ışık cihazlarıyla karşılaştırıldığında, rezin kompozitlerin polimerizasyon derecesini arttırabilme özelliğinde oldukları gösterilmiştir. İlave olarak polimerizasyon derinliğini de geliştirirler (Tarle ve ark., 1998). Argon lazerle polimerize edilmiş kompozitlerin daha iyi fiziksel özelliklere sahip olduklarına dair çalışmalar mevcut olup, Argon lazerle polimerize edilen materyallerde daha az artık monomer görüldüğü bildirilmiştir. Argon lazer kamferokinon içerikli kompozitlerde daha büyük tabaka rezin kullanılabilmesine izin vermekte, daha iyi adezyon ve daha kısa sürede polimerizasyon sağlayabilmektedir (Fleming ve Maillet, 1999; Coluzzi, 2000; Sun, 2000). Argon lazerlerde ışık ucunun kompozit yüzeyinden uzaklara hareket ettirilmesiyle bağ dayanımının bu mesafeden daha az etkilendiği, bununla beraber ışık rehberi kompozit tabakasına en yakın noktada tutulduğunda ve kompozit tabakasının kalınlığı 1,5-2 mm ile sınırlandırıldığında, lazer ve standart halojen cihazlar arasında bağ dayanımı açısından bir fark izlenmediği görülmüştür (Shantala ve Kennedy, 1995). Argon lazerler kompozit rezinleri halojen ışık cihazının yaptığından daha hızlı oranda polimerize ederler (Tarle ve ark., 1998). Ancak bu artmış polimerizasyon hızının, rezin kompozitlerin kavite duvarlarına adezyonunu arttırmadığı gösterilmiştir. Puppala ve ark. (1996) Argon lazer ve Plazma Ark ile polimerize

69 69 edilen Sınıf V restorasyonları, standart halojen cihazlar ile polimerize edilenlerle karşılaştırdıklarında, anlamlı derecede artmış mikrosızıntı ve zayıf marjinal adaptasyon bulmuşlardır. Lazer ışığı ile polimerize edilen kompozit rezinlerin, yüksek monomer dönüşümü nedeniyle görünür ışık kaynağına göre daha yüksek sertlik değerleri verdiği, aynı zamanda mineye bağlanma kuvvetinin arttığı bildirilmiştir (Frentzen ve ark., 1990). Yapılan diğer bir çalışmada da Argon lazerle 10 s, geleneksel ışık kaynağı ile 30 s polimerize edilmiş kompozit rezinin yüzey ve taban sertlikleri incelenmiş ve gruplar arasında fark gözlenmemiş fakat, 3 mm de taban sertliği açısından Argon lazer ile polimerizasyonda anlamlı bir fark gözlenmiştir (Sun, 2000). Argon lazer kullanımının pulpadaki ısı artışına etkisinin incelendiği bir çalışmada; görünür ışık cihazlarının neden olduğu sıcaklık artışının pulpa üzerinde negatif etkilere sebep olabileceği ancak, lazer ışık filtresinin sıcaklık artışını görünür ışığa göre önemli ölçüde azalttığı gösterilmiştir (Lösche ve Roulet, 1991). Argon lazer kullanımında en önemli soru yeterli polimerizasyon için ekspoz süresinin ne olması gerektiğidir. Vargas ve ark. (1998), yaptıkları bir çalışmada kullandıkları mikrofil kompozit için Argon lazerle 30 s, hibrit kompozit için 20 s ekspoz süresinin geleneksel ışık kaynağı ile 40 s ekspozla karşılaştırılabilir sertlik değerleri verdiğini ve bunun 2 mm kalınlığa kadar olan restoratif materyallerin polimerizasyonunda %30-50 zaman tasarrufu sağlayacağını belirtmişlerdir. Fleming ve Maillet ise (1999), Argon lazerlerle elde edilen bu çabuk ve etkili polimerizasyonun, daha fazla polimerizasyon derinliği, daha iyi fiziksel özellikler gibi avantajlarının yanısıra, fazla polimerizasyondan kaynaklanan kırılganlıkta artışa ve marjinal sızıntıya yol açabileceğini belirtmişlerdir. Teknolojisinin karışık, enerji dönüşümü sırasında enerji kaybının çok olması ve pahalı olmaları nedeniyle klinisyenlerin çoğu lazerleri restoratif materyallerin polimerizasyonları için pratik bulmamaktadırlar (Caughman ve Rueggeberg, 2002).

70 Plazma Ark Işık Polimerizasyon Cihazları Uzun bir ışık uygulama süresinin hasta ve hekim için sıkıntı yaratması ve maliyeti yükseltmesi, çocuk hastalarda pratik olmaması gibi nedenlerle daha etkili bir ışık cihazı arayışı sonucu Plazma Ark ışık cihazları geliştirilmiştir. Bu ışık cihazlarında bir Xenon plazma kısa ark lambası kullanılır. Işık, iyonize molekül ve elektronların gaz fazındaki karışımından oluşan kor bir plazmada yayılır. Plazma; katı, sıvı ve gazla birlikte maddenin dördüncü halini tarif etmek için kullanılır. Bir gaz içindeki iki elektrot arasından yüksek voltajlı bir akım geçerse, gaz iyonize olarak, elektronlar ve pozitif iyonların bir kombinasyonu olarak düşünülebilir (Peutzfeldt ve ark., 2000; Craig ve Powers, 2002; Rawls ve Esquivel-Upshaw, 2003). Yüksek enerjili Plazma Ark ışık cihazları 1000 mw/cm 2 den fazla enerji seviyesindeki ve 470 nm yakınında dar bir dalga boyu aralığındaki kesintisiz ışığın kısa bir patlamasını sağlarlar. Böyle dar bir bant kamferokinon dışındaki bazı başlatıcı ajanların absorbsiyonunu kaçırabilir (Roulet ve ark., 2001). Plazma Ark cihazlar, standart halojen cihazlara göre kayda değer miktarda yüksek enerji seviyeleri meydana getirirler. Bu artmış yoğunluğun amacı, kompozit rezinlerin polimerizasyon oranının da arttırılmasıdır. Plazma Ark ile birkaç saniyelik yüksek radyanslı polimerizasyonun, kompozit materyali optimum özelliklerine ulaştırarak polimerize edip edemediği ve gerçekleştirilen bu hızlı polimerizasyonun etkileri araştırılmaktadır (Stritikus ve Owens, 2000). Plazma Ark lambalar işlevsel olarak halojen ışıklarla hemen hemen aynı özelliklere sahip olmaları ve ışığı daha kompleks ve pahalı bir metotla üretmeleri sebebiyle günümüzde rutin olarak kullanılmamaktadırlar (Sharkey ve ark., 2001).

71 Quartz Tungsten Halojen Işık Kaynağı Halojen ışık kaynakları gerek ışığın çıkış gücünün arttırılabildiği, gerekse farklı çıkış güçlerindeki ışığın, aynı cihazla değişik sürelerde uygulanabildiği cihazlar olmaları nedeniyle; günümüzde diş hekimliğinde polimerizasyon amacıyla en yaygın ve rutin olarak kullanılan ışık kaynaklarıdır (Hackman ve ark., 2002). Halojen lambalarda elektrik akımı tungsten bir filament üzerinden geçirilir ve akkorlaşma yoluyla ışık üretilir. Filament ısıtılır ve geniş bir enerji seviyesi aralığında atomların uyarılmasına yol açarak çok geniş bir spektrum meydana getirir. Bu işlem çok yüksek ısı seviyelerinde gerçekleşir (Yoon ve ark., 2002; Mills ve ark., 2002b; Uhl ve ark., 2002; Hoffmann ve ark. 2002). Bu geniş spektrum, U.V. radyasyonla beraber, kayda değer miktarda ısı ve kamferokinonun spesifik absorbsiyonu dışındaki dalga boylarını da içerir. Bu istenmeyen frekanslar polimerizasyon için kullanışlı değildir ve salınan ışığı spekturumun mavi bölgesinde sınırlamak için filtre edilmeleri gerekir. Bu nedenle polimerizasyon için lambanın total çıkış gücünün sadece bir kısmı kullanışlıdır. Üretilen ısı sıklıkla, özellikle ısıyı absorbe eden parabol şeklindeki bir dichoric filtreden yansıtılarak uzaklaştırılır. Bu alet ampul ile birleşik olabilir. Daha ileri filtrasyon, U.V. komponentin uzaklaştırılması yoluyla olur ve polimerizasyonu sağlamayan görünür dalga boylarını uzaklaştırmak için mavi bir filtre bulunur. Sonra ışık uygun bir rehber alet yoluyla ışık ucuna (tip) iletilir. Bu ışık rehberi rijit (plastik veya cam çubuk) veya fleksible (fiber optik; sıvı transmisyonu şeklinde) olabilir (Yoon ve ark., 2002). Halojen bazlı ışık cihazları çok yaygın olarak kullanılmalarına rağmen, bazı dezavantajlara sahiplerdir. Örneğin halojen ampuller yaklaşık 100 saatlik sınırlı bir etkin kullanım ömrüne sahiplerdir. İlave olarak ışık cihazının ampulü, ışık filtresi ve reflektörü zamanla bozulabilir. Çünkü kullanımları sırasında yüksek operasyon sıcaklıkları meydana gelir ve büyük miktarda ısı üretilir. Bütün bunlar ışık cihazının verimini düşürüp, zamanla etkinliğini azaltabilir. Yetersiz polimerizasyon ise

72 72 restorasyonun fiziksel özelliklerini olumsuz etkiler ve restorasyonun erken başarısızlık riskinde artışla sonuçlanır (Martin, 1998; Pilo ve ark., 1999). Bu nedenle halojen ışık kaynaklarının tüm parçalarının ve ışık veriminin belirli aralıklarla test edilmeleri gerekmektedir. Cihaz gücünün kontrolü için bir radyometre kullanılabilir (Tarle ve ark., 2002; Mills ve ark., 2002a) Halojen ışık cihazları yaklaşık nm dalga boyu aralığında ışık yayarlar. Bu dalga boyu aralığında üretilen ışık, ışıkla sertleşen kompozitlerin pek çoğunda bulunan kamferokinon tarafından oldukça iyi emilir. Ancak ürettikleri ışığın sadece küçük bir bölümü, kompozitlerin polimerizasyonu için gerekli olan mavi ışığı içerdiğinden, üretilen ışığın geri kalanı filtre edilerek ısı enerjisine dönüştürülür. Sonuç olarak elde edilen enerjinin büyük bir kısmı kullanım dışı kalarak boşa gitmektedir (Mills ve ark., 2002b; Craig ve Powers, 2002; Fan ve ark., 2002). Yükselen ısının bir fan yardımıyla düşürülmesi gerekmektedir. Işık cihazının içine bir fan yerleştirmek ayrı bir sistem ve enerji gereksinimi anlamına gelmektedir. Fazla enerji gereksiniminden başka fanın bir diğer dezavantajı da çıkardığı sestir. Ayrıca çalışan fanlar ortamda bulunan mikroorganizmaları hastaların ağzına üfleyebilir ve bu durum hijyenik olmayan çalışma koşullarına neden olur. Havalandırma kanalları ise bu tür cihazların kontaminasyonuna yol açmaktadır ve dezenfekte edilmeleri güçtür (Asmussen ve Peutzfeldt, 2003b). Ayrıca halojen ışık kaynakları kullanılarak yapılan polimerizasyon esnasında oluşan yüksek ısı, materyalin ısı iletkenliğine göre; diş dokusunu da etkileyebilir ve derin kavitelerde canlı dişlerin pulpası için bir sorun oluşturabilir (Teshima ve ark., 2003). Çeşitli ışık kaynakları arasındaki ana farklılıklardan biri enerji seviyesidir. Bu seviye 400 mw/cm² den 1000 mw/cm² ye kadar değişebilir (Kauppi ve Combe, 2003). Sertleşmenin yönetilebilmesi avantajının aksine, ışıkla polimerizasyonun bilinen bir dezavantajı, materyalin birden sertleşmesi ile birlikte restoratif materyalin kaçınılmaz polimerizasyon büzülmesidir (Davidson ve ark., 1984). Genel olarak kabul edilen,

73 73 sertleşme ve büzülme kombinasyonunun dişte stres oluşturacağı ve hasara yol açabileceğidir. Bu ani stres gelişimini kontrol edecek bir yol, düşük enerji irradyasyonu ile başlangıç polimerizasyon derecesinin azaltılmasıdır. Fakat irradyansın düşürülmesinin marjinal adaptasyonu arttırırken, fiziksel özellikleri olumsuz etkileyebileceği düşünülmektedir (Unterbrink ve Muessner, 1995). Bu durum two step, soft start veya ramped polimerizasyon tekniklerinin ve bu teknikleri uygulayan iki basamaklı ışık cihazlarının geliştirilmesine yol açmıştır. Temel prensip; polimerizasyon streslerini azaltmak için, daha düşük bir oranda polimerizasyon reaksiyonunu başlatacak, azaltılmış irradyanstaki başlangıç polimerizasyonunun, polimerizasyon derecesi ve fiziksel özellikleri arttıracak daha yüksek bir irradyans periyodu tarafından takip edilmesidir. Bunun için ışık güçleri ve uygulama süreleri ayarlanabilen ışık kaynakları kullanılmaktadır. Bu teknik fiziksel özelliklere zarar vermeksizin marjinal adaptasyonun anlamlı derecede arttırılmasını sağlar (Mehl ve ark., 1997) LED Işık Kaynakları (Light Emitting Diode, Işık Yayan Diyot) Rezin esaslı restoratif materyallerin polimerizasyonu amacıyla kullanılan ve halojen ışık kaynaklarına alternatif olarak geliştirilen bir diğer ışık kaynağı (light emitting diode-ışık yayan diyotlar) LED lerdir (Jandt ve ark., 2000; Kurachi ve ark., 2001). İlk olarak silikon karbid esaslı olarak üretilen LED ışık kaynakları, sonraları üretici firmalar tarafından galyum nitrit esaslı hale dönüştürülmüş ve güçleri arttırılmıştır (Mills ve ark., 1999a; Yoon ve ark., 2002; Mills ve ark., 2002b). LED ler kuantum mekaniği etkisiyle görülebilir mavi ışık yayan kaynaklardır. Yapılarında halojen ampüllerde kullanılan sıcak filamanların yerine; elektronların birinden diğerine geçişini sağlayan iki ayrı yarı iletken bağlantı (p-n bağlantıları) taşırlar. Ortama elektrik verildiğinde, elektronlar ve boşluklar p-n bağlantısı önünde tekrar birleşirler ve LED lambadan belirli bir dalga boyu aralığında ışık yayılır

74 74 (Jandt, 2000; Hofmann ve ark., 2002; Craig ve Powers, 2002; Teshima ve ark., 2003). LED ışık cihazlarının temel özelliği nm dalga boyu aralığında, sadece görülebilir ışık üretmeleridir. Etkin spektrumları ise nm dalga boyudur (Stahl ve ark., 2000; Kurachi ve ark, 2001; Mills ve ark., 2002a). LED ışık cihazları, optimum dalga boyunda ışık verdiklerinden halojen ve Plazma Ark ışık cihazlarındaki gibi üretilen ışığın filtre edilmesine gerek yoktur. Bu nedenle elde edilen enerjinin neredeyse tamamı polimerizasyon için kullanılabilir (Jandt ve ark., 2000; Mills ve ark., 2002b; Uhl ve ark., 2002). Spektral çıkışları kamferokinonun absorbsiyon spekturumuna uygun düştüğü için, özellikle fotobaşlatıcı olarak kamferokinon içeren kompozit rezinler üzerine etkili olan LED ışık kaynaklarının diğer ışık cihazlarından farkı, sadece belirli dalga boyunda, görülebilir ışık üretmeleridir. Üretilen ışığın %95 i polimerizasyon için yeterlidir. Bu yüzden bu cihazların elektrik enerjisi tüketimleri daha azdır. Çalışma prensipleri gereği, kullandıkları elektrik enerjisini etkin bir şekilde ışığa çevirirler. Kaybedilen enerji az olduğundan yüksek ısı açığa çıkarmazlar (Knezevic ve ark, 2001). Bu nedenle yüksek seviyelerde ısı açığa çıkaran halojen ve Plazma Ark polimerizasyon cihazları gibi soğutucu bir fana gereksinim duymazlar. Böylece çubuk şeklinde, küçük ve kolay taşınabilir yapıda üretilebilirler (Uhl ve ark., 2002; Hofmann ve ark., 2002: Teshima ve ark., 2003). Üzerlerinde girinti çıkıntı şeklinde hava kanallarının olmaması nedeniyle, hem hijyeniktirler hem de sessiz çalışırlar (Jandt ve ark., 2000). LED ışık kaynakları daha az ısı açığa çıkardıklarından kullanımları sırasında gingival ve pulpal irritasyonlara daha az rastlanır (Uhl ve ark., 2003). Halojen ampullerinin yaklaşık saat, Plazma Ark lambaların saat gibi sınırlı ömürlerine karşılık; LED ışık cihazlarının ömrü yaklaşık saattir.

75 75 Ayrıca bu süre içinde reflektör ve filtrelerinde bozulma olmadığından, verdikleri ışık şiddeti zaman içinde değişmez. İlave olarak lambalarının yenilenmesinin maliyeti düşüktür (Stahl ve ark., 2000; Roulet ve ark., 2001; Yoon ve ark., 2002). LED ışık kaynaklarının enerji tüketimleri düşüktür ve şebeke elektriğine bağımlı değildir. Kablosuz olmaları bir diğer avantajlarıdır (Olsen ve ark., 1997; Hofmann ve ark., 2002; Asmussen ve Peutzfeldt, 2003b). Kablosuz ışık cihazlarının güvenilirliği pilin gücüne bağlıdır. Pil ömrünün sınırlı olması teknik bir problem olsa da, yeniden şarj edilebilen piller ile çalışan LED ışık cihazları da üretilmiştir (Kurachi ve ark., 2001; Uhl ve ark., 2002; Teshima ve ark., 2003; Asmussen ve Peutzfeldt, 2003b). LED lerde kullanılan yeniden şarj edilebilen piller, konvansiyonel pillerin yarısı ağırlığında, hacimce %30-50 daha küçük, lityum pillerdir ve yeniden şarj edilebilen pillerin en pahalı olanıdır (Burgess ve ark., 2002). LED ışık kaynaklarının halojen ışık kaynaklarının yarısı kadar sürede polimerizasyon sağlayabildiği belirtilmiştir (Mills ve ark., 1999a). LED ışık kaynakları, yapılarında kamferokinon dışındaki reaksiyon başlatıcıları içeren kompozit rezinler üzerine etkili olmayabilirler. Bu nedenle LED ışık kaynakları kullanılacağı zaman, polimerize edilecek restoratif materyalin yapısı iyi bilinmelidir (Vandewalle, 2005). LED ışık kaynakları geleneksel polimerizasyon veya soft start polimerizasyon gibi çeşitli sertleştirme yöntemlerini sağlarlar, spektral dağılım ve ışık yoğunluğu açısından programlanabilir özelliktedirler (Roulet ve ark., 2001) Polimerizasyon Derinliği ve Belirleme Yöntemleri Kompozit rezinler içindeki metakrilat monomerlerinin polimerizasyonu oldukça yüksek çapraz bağlı yapılara yol açar. Fakat rezin materyal tam olarak polimerize olmaz ve kayda değer miktarlarda pendant çift bağlar içerir (Ferracane ve ark.,

76 ). Bir monomer kompozisyonu için çift bağların dönüşüm derecesi, sonuç polimerin basma dayanımı, aşınma ve sertlik gibi fiziksel ve mekanik özelliklerinin belirleyicisidir (Ferracane ve Greener, 1984; Lovell ve ark., 2001; Dietschi ve ark., 2003). Tamamlanmamış rezin polimerizasyonu; su emiliminde artış, sertlik ve dayanımda azalma, reaksiyona girmemiş monomerler tarafından polimer matriksin yumuşatılması yoluyla materyalin mekanik özelliklerinde bozulma ve aşınma direncinde azalma ile sonuçlanır (Ferracane ve ark., 1997). Bu durum gap formasyonu, marjinal sızıntı, rekürrent çürük, olumsuz pulpal etkiler gibi arzu edilmeyen sonuçlara ve sonunda restorasyonun başarısızlığına yol açabilir (Bala ve ark., 2005b). Ek olarak biyouyumluluk üzerine etkisi de göz ardı edilmemelidir. Çünkü rezidüel monomerlerin, initiatör veya kontaminantların salımı, hastalarda irritasyon veya alerjik reaksiyonlara yol açabilir (Gerzina ve Hume, 1994). Bu istenmeyen etkileri en aza indirmek için kompozit rezin içindeki monomerler, yüksek bir derecede ve uygun bir derinlikte polimerize edilmelidir (Koupis ve ark., 2004). Kompozit rezinlerin polimerizasyonlarının etkinliğini değerlendirmek için direkt ve indirekt metotlar kullanılabilir. Direkt metodlar arasında sayılabilen infrared spektroskopi (Stansbury ve ark., 2005; Dickens ve Cho, 2005; Hussain ve ark., 2005), laser Raman spektroskopi (Pianelli ve ark., 1999; Miyazaki ve ark., 2003) elektron spin rezonans (Teshima ve ark., 2003), Fourier Transform Infrared spektroskopi (FTIR) (Ferracane ve Greener, 1984; Halvorson ve ark., 2004; Young ve ark., 2004; Bala ve ark., 2005a) ve kromotografi (Gerzina ve Hume, 1994) polimerizasyon reaksiyonları esnasındaki karbon çift bağlarının (C=C) tek bağlara dönüşme yüzdesinin miktarını ve reaksiyona girmemiş monomerlerin miktarını direkt olarak belirleyebilir. Laser Raman spektroskopi örneklerin bağlanma yapısını ve kompozisyonunu analitik olarak belirleyen vibrasyonel bir teknik olup kompozit rezinlerin dönüşüm

77 77 profillerinin incelenmesi için kullanılır (Pianelli ve ark., 1999; Miyazaki ve ark., 2003). Gaz ve likit türleri olan kromotografi cihazları, hazırlanan örneklerin çeşitli sıvı ortamlarda, belirlenen sürelerde bekletilmesinden sonra, bekletilen sıvı içine geçen reaksiyona girmemiş monomer miktarının tespitini sağlarlar (Gerzina ve Hume, 1994). FTIR ise toz haline getirilen kompozit örneğin reaksiyona girmemiş monomerlerinin, infrared ışık altında bilinen dalga boyu yardımıyla incelenmesi için kullanılır (Halvorson ve ark., 2004). Fakat bu direkt metodlar rutin kullanıma girememiştir. Çünkü kompleks, yüksek maliyetli ve zaman alıcı metotlardır (Rueggeberg ve Craig, 1988). İndirekt metotlar ise scraping (kazıma) ve penetrometre testi (Koupis ve ark., 2004), görsel inceleme (Murray ve ark., 1981) ve yüzey sertliğini (Cohen ve ark., 2004) içerir. Harrington ve Wilson (1993) tarafından tanımlanan scraping testinde, ışık uygulanmış örneklerin alt yüzündeki yumuşak, polimerize olmamış materyal bir spatula ile yavaşça kazınır. Geride kalan materyalin boyu, bir mikrometre vasıtasıyla ölçülür ve polimerizasyon derinliği olarak kaydedilir. Bu metod, polimerizasyon derecesini direkt olarak göstermez ve direkt metodlarla karşılaştırıldığında polimerizasyon derinliğini fazla tahmin etme eğilimindedir. Bununla beraber materyallerin relatif polimerizasyon derinliklerinin karşılaştırılmasını sağlar (Koupis ve ark., 2004). Penetrometre testinde ise örnekler belli bir ağırlık ile yüklenmiş 0,5 mm çaplı bir iğne içeren penetrometre cihazına merkezi olarak yerleştirilir. İğne materyalin polimerize olmamış kısmı içine indirilir. Belli bir süre sonunda, polimerizasyon derinliği, her ölçüm öncesi sıfırlanan kadranlı ölçekten direkt olarak okunur (Koupis ve ark., 2004).

78 78 Yüzey sertliğinin polimerizasyon derecesinin bir göstergesi olduğu gösterilmiştir ve sertlik testleri; metodun nispeten kolaylığı ve elde edilen sonuçların güvenilirliği nedeniyle polimerizasyonun değerlendirilmesi için, en populer metot olarak görünmektedir (Yap, 2000). Yüzey sertliği yüksek dönüşüm alanlarındaki polimer çapraz bağlarının küçük değişimlerine özellikle duyarlıdır (Rueggeberg ve Margeson, 1990). Ayrıca örneklerin üst yüzeyi, orta bölgesi ve alt yüzeyi gibi örnek içerisindeki spesifik bölgelerin ölçümlerine izin verir (Dietschi ve ark., 2003). Diğer bir avantajları ise sertlik değerleri ve dönüşüm derecesi arasında, literatürde gösterilmiş bir korelasyonun bulunabilmesidir (Rueggeberg ve Craig, 1988; Cohen ve ark., 2004). Sertlik, bir materyalin sürekli yükleme (indentation) veya penetrasyona direnci olarak tanımlanabilir (O Brien, 1997). Spesifik bir yükün uygulanmasıyla materyal tarafından gösterilen relatif indentasyon direnci olarak ölçülür (Mandikos ve ark., 2001). Sertlik polimerize olan restoratif materyallerin mekanik özelliklerini belirler. Çizilme ve aşınmaya karşı direnci arttırdığı gibi, materyalin çeşitli kuvvetler karşısında kolayca deforme olmasını da önleyerek klinik başarıyı etkilemektedir (Sonugelen ve ark., 2000). Materyallerin yüzey sertliği; orantı limiti, uzayıp genişleyebilme, şekil verilebilme özelliği (ductility), çekme ve basma dayanımı gibi özellikleriyle ilişkilidir. Bununla birlikte, materyallerin aşınma direncinin, abrazyon özelliğinin veya dental yapılar veya materyallere karşı abrade olabilme özelliğinin belirlenmesinde de kullanılmaktadır (Van Noort, 2002; Rawls, 2003) Restoratif Materyallerin Yüzey Sertliklerinin Ölçülmesi Sertlik ölçümü, uygulanan kuvvet ve gözlenen değişimlere göre makro, mikro veya nano dereceli olarak tanımlanabilir. Materyallerin makrosertlik ölçümleri sırasında; küçük bir örnekten, bir materyal kütlesinin mekanik özelliklerinin elde edilmesi için Brinell ve Rockwell gibi basit ve hızlı metotlar kullanılır. Bununla birlikte

79 79 materyaller ince bir mikro yapıya sahip olduklarında makrosertlik ölçümleri oldukça değişken olacaktır ve yüzey özelliklerini tanımlamayacaktır. Bu durumda Knoop ve Vickers gibi mikrosertlik ölçümleri gereklidir (Rawls, 2003). Mikrosertlik testleri belli bir zaman süresince, yük altındaki statik bir mikro elmas ucun test edilen materyal yüzeyine kuvvet uygulamasından oluşur. Yük kaldırıldıktan sonra bu işlemden elde edilen çok küçük izlerin uzunluğu bir mikroskop ile ölçülmektedir (Poskus ve ark., 2004). Bu testlerde makrosertlik testlerinden farklı olarak hem kullanılan yükler hem de elde edilen izler çok küçüktür ve 19 µm den daha az derinlikte sınırlıdır (Rawls, 2003). Nanoindentasyon testleri ise mikrosertlik testlerinde elde edilen izlerden daha küçük izlere yol açacak, 1 nano newton üzerindeki yükleri kullanan ve yapılan indentasyonun derinliğini ölçen sertlik ölçümleridir. Uygulanan yük kuvvetlerinin ölçülmesine, kontrolüne ve indentasyon derinliklerinin tam bir ölçümüne izin veren yeni bir teknolojiye dayanırlar. Derinlik duyarlı bu aletlerde mikrosertlik testlerinde yapılan görsel ölçümlerden ziyade, sertlik otomatik olarak rapor edilir. Test edilen materyalin elastik özelliklerine ilişkin bilgi elde edilmesinde oldukça yüksek bir güvenilirliğe sahip nanoindentasyon testleri, operatör tarafından kolayca kullanılabilen ve tekrar edilebilen yöntemler olarak düşünülmektedirler (Mahoney ve ark., 2000) Sertlik Ölçüm Metotları Günümüzde en yaygın kullanılan sertlik ölçüm metotları: Brinell, Rockwell, Vickers, Knoop, Shore ve Barcol sertlik testleridir. Bu metotlarda; deforme olmayan küresel veya konik bir ucun deney materyaline batırılması karşısında materyalin gösterdiği direnç ölçülür. Uygun olarak seçilen sert uç belli bir zaman süresinde, belirlenen bir yük altında materyale batırıldığında, materyal üzerinde bir iz bırakır. Bu izin boyutları ölçülerek deneysel bir sertlik numarası elde edilir. Materyalin sertliği bu izin büyüklüğü ile ters orantılıdır. Yüzey sertliği ölçümlerinde, örnek yüzeyinden

80 80 birkaç ölçüm yapılıp ortalamaları alınır. Materyalin sertliği arttıkça, sertlik numarası da artar (Seymen ve Gülhan, 1996; Van Noort, 2002) Brinell Sertlik Ölçüm Testi Bu sertlik ölçümünde, belli bir yük altında ve belli bir çaptaki küresel karbit veya sert çelik bir bilye tarafından, cilalanmış ve parlatılmış materyal yüzeyine kuvvet uygulanır ve oluşan küresel şeklin çapı ölçülür (Resim 1.5., Resim 1.7.). Bu ölçüm düşük büyütmeli, mikrometre ölçekli taşınabilir bir mikroskop kullanılarak yapılır. Brinell sertlik numarası, uygulanan kilogram cinsinden yükün, yüzeydeki iz yapan mm² cinsinden alana bölünmesiyle elde edilir. Bu işlemi kolaylaştırmak için iz çapının tekabül ettiği sertlik numarasını gösteren çizelgeler kullanılabilir. Çelik bilyenin oluşturduğu iz ne kadar küçükse, Brinell sertlik numarası o kadar büyüktür ve materyal o kadar serttir. Brinell testinde ölçülecek materyallere uygun bilye ebatları belirlidir. Dental materyaller için genellikle 1,6 mm çapında bilyeler ve 12,61 kg standart yük kullanılır (O Brien, 1997). Diş hekimliğinde genellikle metalik malzemelerin sertliklerinin ölçümünde kullanılan bu yüzey sertlik ölçüm yöntemi, dental alaşımların gerilim dayanımları ve orantı limiti ile de ilişkilidir. Ancak kırılgan veya elastik yapılı materyaller için uygun değildir. Sert çelik bilya üzerinde uygulanan yük ile kırılgan materyal parçalanmakta, elastik maddelerde ise çöken kısım eski halini aldığından ölçüm yapılması mümkün olmamaktadır (Rawls, 2003) Rockwell Sertlik Ölçüm Testi Brinell testine benzer şekilde belli bir çaptaki çelik bir bilye veya konik bir elmas uç kullanılarak, materyallerin penetrasyon direnci ölçülür (Resim 1.5.). Fakat Rockwell sertlik ölçüm testinde, iz çapının ölçülmesinden daha çok cihaz üzerindeki ölçekten faydalanılarak direkt olarak penetrasyon derinliği ölçülür. İlk olarak başlangıç penetrasyonunu sağlayacak ve batıcı ucu yerinde tutacak minor bir yük uygulanarak

81 81 ölçek sıfırlanır. Sonra majör yük uygulanır ve bir süre beklenip tekrar minör yüke dönüldükten sonra ölçüm yapılır. Standart sertlik dönüşüm tablosu kullanılarak; uygulanan yüke, batıcı ucun çapına ve elde edilen derinliğe göre Rockwell sertlik değeri elde edilir. Küçük iz alanları yüksek bir Rockwell sertlik değerini ve daha sert materyalleri ifade eder. Farklı materyallerin test edilebilmesi için farklı ebatlarda pek çok batıcı uç vardır. Farklı yüklerin ve farklı uçların kombinasyonlarının her biri, spesifik bir Rockwell skalası oluşturur. A, B, C en yaygın kullanılan skalalardır. Farklı sertlik aralığına sahip materyaller için farklı skalalar kullanılır. Çökme derinliğinin doğrudan okunabilmesi nedeniyle kullanışlı olan Rockwell sertlik testi, endüstride ve özellikle çeliklerin sertliğinin belirlenmesinde yaygın olarak kullanılır. Brinell sertlik testine benzer olarak, kırılgan materyaller için uygun değildir ve elastik materyaller için de modifiye edilmesi gereklidir (O Brien, 1997; Rawls, 2003). Resim 1.5. Brinell testinde kullanılan çelik bilya ve Rockwell testinde kullanılan konik uç (Rawls, 2003) Vickers Sertlik Ölçüm Testi Sertliği ölçülecek materyal üzerine tepe açısı 136 olan, kare tabanlı, piramit şekilli bir elmas uç ile kuvvet uygulanarak bir iz oluşturulur (Resim 1.6.). Yük kaldırıldıktan sonra meydana gelen kare şeklindeki izin köşegenleri ölçülür (Wassel ve ark., 1992; Pober, 1998). Bu ölçüm, cihaza ilave edilmiş bir mikroskop yardımıyla

82 82 ölçme ekranına aktarılarak, ölçüm ekranındaki hareketli iki cetvel yardımıyla, köşegenlerin uzunluklarının ayrı ayrı ölçülüp ortalamasının alınmasıyla yapılmaktadır. Vickers sertlik değeri kg olarak ifade edilen deney yükünün mm² olarak ifade edilen iz alanına bölümü olup HV=1.854 x kuvvet / (taban köşegeni) ² formülü ile hesaplanır. İz alanı ne kadar küçükse elde edilen Vickers sertlik değeri o kadar büyük olur ve materyalin daha sert olduğunu gösterir (O Brien, 1997; Türkün ve Gökay, 2002). Vickers sertlik testinin avantajı son derece doğru değerler üretebilmesi, kullanılan elmas ucun zaman ve kullanım ile bozulmaması ve tüm materyaller ve yüzeyler için kullanılabilir olmasıdır (Türkün ve Gökay, 2002). Ek olarak Vickers sertlik ölçümleri aynı örnek içindeki üst yüzey, merkez ve alt yüzey gibi spesifik bölgelerin ölçümüne izin verir (Dietschi ve ark., 2003). Elmas piramit sertlik testi olarak da bilinen Vickers mikrosertlik testi, diş hekimliğinde dental altın döküm alaşımları için kullanılmaktadır. Kırılgan materyallerin sertliğinin belirlenmesi için de uygundur, bu yüzden diş yapısının sertliğinin ölçülmesinde de kullanılmaktadır (Rawls, 2003) Knoop Sertlik Ölçüm Testi Materyallerin mikrosertliğini belirleyen testlerden biridir. Bu test yönteminde iki karşı yüzü arasında 172 olan ve diğer iki yüz ile 130 açı yapan, 4 yüzlü uzatılmış piramit şeklinde batıcı bir elmas uç kullanılarak belli bir yük uygulanır (O Brien, 1997) (Resim 1.6.). Oluşan izin dış hatları, eşkenar dörtgen ya da köşegenlerinin oranı 7:1 olan elmas şeklindedir (Pober, 1998) (Resim 1.7.). Kompozit rezinler gibi polimerik materyaller için yükün uzaklaştırılması sonrası elastik bir düzelme meydana gelir. Bu durum Vickers izinde her iki köşegeni etkilerken, Knoop izinde bu elastik düzelme büyük ölçüde küçük köşegeni etkiler. Bu yüzden ölçümler izin en uzun köşegeni üzerinde yapılır, böylece sonuçlar daha az etkilenecektir (Poskus ve ark., 2004).

83 83 Resim 1.6. Vickers testinde kullanılan 136 lik piramit şeklindeki elmas uç ve Knoop testinde kullanılan piramit şeklindeki uç (Rawls, 2003) Knoop sertlik numarası Newton olarak ifade edilen deney yükünün mm² olarak ifade edilen iz alanına bölümü olup KHN= x kuvvet / (uzun köşegen) ² formülü ile hesaplanır (Schulze ve ark., 2003). Materyal ne kadar sert ise elde edilen Knoop sertlik numarası o kadar büyük olur. Bu test yöntemi ile minenin sertliğini porselen, rezin ve diğer restoratif materyaller ile karşılaştırmak mümkündür. Ayrıca uygulanan yük 0,1 kg dan 1 kg veya üzerine kadar olan geniş bir aralıkta değiştirilebildiğinden hem son derece sert, hem de yumuşak materyaller bu test yoluyla değerlendirilebilir (O Brien,1997; Rawls, 2003). Resim 1.7. Farklı sertlik testlerinde batıcı uç ile oluşturulan izler (Van Noort, 2002) Shore Sertlik Ölçüm Testi Lastik ve yumuşak plastik gibi elastomerik materyallerin sertliğinin ölçümünde kullanılan, daha basit sertlik ölçüm metotlarından biridir. Yük uygulamasına karşı materyalin direnci ölçülür. Durometer olarak bilinen bir aparat kullanılır ve

84 84 Durometer sertliği olarak bilinir. Elde edilen deneysel sertlik değeri, Durometer ucunun örnek içine penetrasyonu yoluyla belirlenir ve 0 ile 100 birim arasındaki değerlerden oluşan skalalar ile ifade edilir. Dental materyaller için Shore A skalası kullanılır. Batıcı uç örneğe ne kadar çok penetre olursa, elde edilen sertlik değeri de o kadar düşük olur. Eğer batıcı uç örneğe tamamen penetre olursa 0 değeri elde edilir ve çok yumuşak materyali gösterir. Hiç penetrasyon meydana gelmezse 100 değeri okunur ve sert materyalleri gösterir. Okunan değerler boyutsuzdur (Canay ve ark., 1999) Mohs Sertlik Ölçüm Testi Mohs sertliği bir materyalin, başka bir materyal tarafından kazınmaya nasıl bir direnç göstereceğini tanımlar. Sertliği tanımlanmış veya bilinen bir madde ile yüzeyin kazınıp kazınmadığının gözlenmesi yoluyla belirlenir. Pürüzsüz bir yüzeyin kazıma ve abrazyon direncinin kaba bir ölçümüdür ve 1-10 arası değerlerden oluşan skalalar ile belirtilir. Buna göre; en yüksek kazıma direnci gösteren elmasın skoru 10 dur (O Brien, 1997, Rawls, 2003) Barcol Sertlik Ölçüm Testi Barcol sertlik ölçüm testi yay şeklinde, yüklenebilir, sivri bir çelik ucun penetrasyon direncinin ölçümüyle sertlik değerlerinin elde edildiği bir metottur. Materyal yüzeyi içine penetre olan batıcı ucun penetrasyon derinliği, mutlak Barcol sayılarına dönüştürülür. Bu metotta örnekler, 10 kg lik sabit bir yük uygulayacak şekilde dizayn edilmiş, Barcol Impressor olarak bilinen, elle tutulan sertlik ölçerin batıcı ucunun altına yerleştirilir. Cihazın üzerinde yer alan kadran göstergesi maksimuma ulaşana kadar örneğe doğru uniform bir basınç uygulanır ve gösterge 0 ve 100 arasında kalibre edilmiş bir skala üzerinde direkt bir değer verir. Plastik endüstrisinde de çok yaygın olarak kullanılan Barcol sertlik değerleri, rezinlerin polimerizasyon derecesini belirlemek için de kullanılmaktadır (Wassel ve ark., 1992; Rawls, 2003).

85 Yiyeceklerin Etkilerini Taklit Eden Likitler Restoratif materyaller oral çevrede zaman içinde bütünlüklerini ve dayanıklılıklarını bozacak çok sayıda olumsuz şarta maruz kalırlar (Badra ve ark., 2005). Bunlar sadece sıkışma, aşınma, gerilme gibi mekanik kuvvetler değildir, çeşitli kimyasal etkenler de restoratif materyallerin yüzeyini etkileyebilmektedir (Gökay ve ark., 1998). Kahve, alkolsüz içecekler, alkollü içkiler, çay, kırmızı şarap gibi belli içeceklerin ve hatta su veya florür tüketimi bile kompozitlerin mikrosertlik, yüzey pürüzlülüğü, translusensi gibi fiziksel özelliklerini ve estetik görünüşünü etkileyebilir ve restorasyonların kalitesini düşürebilir (Dietschi ve ark., 1994). Bu kimyasal maddeler çeşitli ilaçlar, antiseptik solüsyonlar, gargaralar ve diyetimizi oluşturan yiyecekler ve içeceklerden de kaynaklanabilir (Gökay ve ark., 1999). Bu içeceklerin etkisi, restoratif materyallerin kimyasal kompozisyon gibi yapısal özelliklerine (Ameye ve ark., 1981) veya bitirme ve cila gibi dış özelliklerine bağlı olarak kuvvetli olabilir (Dietschi ve ark., 1994; Stober ve ark., 2001). Dahası içeceklerin kompozitlerin özelliklerine etkisi alım sıklığı ve miktarıyla doğrudan ilişkili olabilir (Badra ve ark., 2005). Gıda maddelerinin kimyasal aksiyonunu taklit etmek için kullanılabilecek kimyasallar veya yiyeceklerin etkilerini taklit eden likitler FDA (Division of Food and Drug Administration Department of Health, Washington DC, USA, Food and Drug Administration 1976, 1988) tarafından belirlenmiştir. Bunlar, heptan, su, sitrik asit ve çeşitli konsantrasyonlardaki etanol/su solüsyonlarını içerir (Yap ve ark., 2003a). Heptan, tereyağı, yağlı etler ve bitkisel yağları taklit eder (Yap ve ark., 2001; Yap ve ark., 2002b; Yap ve ark., 2003a; Yap ve ark., 2003b). Molekül formülü C 7 H 16 olup 100,20 molekül ağırlığındadır (Şekil 1.6.). Petrolden elde edilen bir hidrokarbondur. Buharlaşabilen ve kolayca tutuşabilen bir sıvıdır. Suda çözünmez, alkol, kloroform ve eterde çözünebilir (Budavari ve ark., 1996).

86 86 Şekil 1.6. Heptanın molekül modeli resmi Etanolün molekül formülü C 2 H 6 O şeklinde olup, molekül ağırlığı dir (Şekil 1.7.). Renksiz, berrak görünüşlü, buharlaşabilen ve kolayca tutuşabilen, higroskopik bir sıvıdır. Su ile karışabilir. Nişaşta, şeker ve diğer karbonhidratların fermentasyonu yoluyla üretilebileceği gibi, alkollü içkilerdeki etilen, asetilen ve sülfitten de üretilebilir. Ayrıca metanın oksidasyonu ve etil sülfitin hidroliziyle de üretilebilir (Budavari ve ark., 1996; European Pharmacopoeia, 2002). Şekil 1.7. Etanolun molekül modeli resmi C 6 H 8 O 7 Molekül formülüne sahip olan sitrik asit 210,1 molekül ağırlığında olup, beyaz, kristalin toz, renksiz kristaller veya granüller şeklindedir (Şekil 1.8.). Suda çok iyi çözünür. Alkol, kloroform ve eter çözünebildiği diğer ortamlardır.

87 87 Endüstriyel olarak şeker pekmezi gibi şeker eriyiklerinden üretilebilen, başta turunçgiller olmak üzere bir çok meyvede de yüksek miktarlarda bulunan bir organik asittir. Ayrıca meyve suları ve meşrubatlar da sitrik asit ihtiva eder. Efervesan tuzlar, farmakolojik şuruplar, efervesan tozlar ve tabletlerde ekşilik vermek için, peynir yapımında ph ı ayarlamak için ve antioksidan olarak, meşrubatlarda, marmelat, reçel ve şekerlemelerde ekşilik sağlamak için kullanılır (Budavari ve ark., 1996; European Pharmacopoeia, 2002). Şekil 1.8. Sitrik asitin molekül modeli resmi Etanol solüsyonu, sitrik asit ve laktik asitler, alkol içerikli belirli içecekler, meşrubatlar, sebzeler, meyveler, şekerleme ve şurupları taklit eder (Yap ve ark., 2001; Yap ve ark., 2002b; Yap ve ark., 2003a; Yap ve ark., 2003b). Distile su ise tükürük ve su tarafından oluşturulan nemli intraoral çevreyi taklit etmektedir (Yap ve ark., 2003a, Yap ve ark., 2003b; Yap ve ark., 2004b). Çapraz bağlı dimetakrilat rezinler hemen hemen çözünmezdirler, fakat uygun çözücülerde şişebilirler. Çözünürlük parametresi; bir polimer yapısı gibi diğer bir yapı içine penetre olacak ve de onu çözecek bir molekül şeklinde tanımlanabilir (Ferracane, 1994). Polimerin bir likite maruz kalmasının sonucunu bilmek klinik performans için önemlidir (Hunter ve ark., 2003). Çözünürlük parametrelerinin

88 88 uygunluğu ile verilen bir polimer için bir likitin etkinliğini tahmin etmek mümkündür (Ferracane, 1994). Wu ve Mc Kinney (1992), 9,0 ve 14,5 (cal/cm 3 ) 1/2 aralığındaki çözünürlük parametreleri ile rezin kompozitlere penetre olma ve onları yumuşatma kapasitesine sahip, kompozitler için uygun çözücüleri göstermişlerdir. 1.5 x 10 4 J 1/2 m 3/2 den (heptan), 4.8 x 10 4 J 1/2 m 3/2 ye (su) kadar değişen bir çözünürlük parametresi aralığına sahip (Burrel, 1975), heptan, etanol, sitrik asit gibi yiyecekleri taklit eden likitler ve distile su bu çözücüler arasındadır (Ferracane, 1994) (Çizelge 1.3.). Çizelge 1.3. Yiyecekleri taklit eden çeşitli likitler ve çözünürlük parametreleri Yiyecekleri Taklit Eden Çeşitli Likitler ve Çözünürlük Parametreleri Heptan 1,5 x 10-4 J 1/2 m -3/2 %75 etanol-su solüsyonu Distile su 3.1 x 10-4 J 1/2 m -3/2 4.8 x 10-4 J1/2 m-3/2 Bir likitin çözünürlük parametresinin şiddeti, kompozitin polimer matriksinin çözünürlük parametresine eşit olduğunda, maksimum bir yumuşatıcı etki beklenir (Mc Kinney ve Wu, 1985). Buna göre, ağız içerisindeki ve yiyecekler içerisindeki yaklaşık 3 x 10 4 J 1/2 m 3/2 çözünürlük parametresine sahip maddelerin her biri Bis- GMA bazlı kompozitlerde, hasara neden olacaktır. (Yap ve ark., 2002b). Kao (1989), metil metakrilat, Bis-GMA ve ürethan dimetakrilat içerikli materyallerin çözünürlük parametrelerinin, sırasıyla % 100, %75 ve %50 etanol solüsyonlarıyla uyumlu olduğunu bulmuştur. Wu ve Mc Kinney (1982), etanol solüsyonunun dimetakrilat polimerlerle benzer çözünürlük parametrelerine sahip olduğunu ve dişhekimliği için kliniğe uygun solüsyonlar olduğunu belirlemişlerdir.

89 89 Özellikle %75 etanol-su içeren solüsyonlar kompozitler için en iyi çözücülerdir. Oral kavitedeki ortam muhtemelen, daha yıkıcı özelliğe sahip çözücüler ve su arasında, nispeten etanolden daha az yıkıcı özelliktedir (Ferracane, 1994). Restorasyonların klinik başarısını etkileyen önemli etkenlerden biri de dolgu maddelerinin yüzey sertliğidir. Kompozitlerin yüzey sertliği konusunda değişik bir çok çalışma yapılmıştır (Abate ve ark., 2001a; Quance ve ark., 2001; Yap ve ark., 2002a, Saygılı ve ark., 2003; Knobloch ve ark., 2004). Çalışmalarda, kompozitlerin yüzey sertliklerindeki farklılıklar, içerdikleri dolgu partiküllerinin, bileşimlerinin, polimerizasyon şekillerinin farklı olmasına bağlanmıştır (Hofmann ve ark. 2000; Manhart ve ark., 2000; Asmussen ve Peutzfeldt, 2003a; Dietschi ve ark., 2003; St- Georges ve ark., 2003; Bouschlicher ve ark., 2004; Hofmann ve ark., 2004). Ancak literatür gözden geçirildiğinde, materyal teknolojilerindeki gelişmeler doğrultusunda yeni geliştirilen ve rutin kullanıma girmeye başlayan nanohibrit kompozit rezinlerin yüzey sertliği üzerine, yiyeceklerin çözücülük özelliklerini taklit eden çeşitli likitlerin etkisini değerlendiren bir çalışmaya rastlanılmamıştır. Bu araştırmada; geleneksel ışık cihazları ve LED sistemiyle polimerize edilen bir hibrit ve bir nanohibrit kompozit rezinin, yiyeceklerin çözücülük özelliklerini taklit eden farklı likitlerde bekletilmesi sonrası, yüzey sertliklerinin incelenmesi amaçlanmıştır.

90 90 2. GEREÇ VE YÖNTEM Bu çalışmada; yiyecekleri taklit eden çeşitli likitlerin, iki farklı ışık cihazı ile polimerize edilmiş bir hibrit kompozit rezin ile bir nanohibrit kompozit rezinin yüzey sertliği üzerindeki etkisi incelenmiştir. Çalışmada kullanılan materyaller Çizelge 2.1 de, likitler Çizelge 2.2 de cihazlar ise Çizelge 2.3 de gösterilmiştir. Çizelge 2.1. Çalışmada kullanılan materyaller MATERYALLER ÜRETİCİ FİRMA ÜRETİM NUMARASI CHARISMA (Hibrit kompozit) Heraeus Kulzer GmbH&Co. KG, Hanau, Germany GRANDIO (Nanohibrit kompozit) Voco GmbH Postfach 767, Cuxhaven, Germany Çizelge 2.2. Çalışmada kullanılan likitler LİKİTLER HEPTAN ÜRETİCİ FİRMA Merck KgaA, Darmstadt, Germany %75 ETANOL-SU Merck KgaA, Darmstadt, Germany SİTRİK ASİT Surechem Products Ltd., Suffolk, England Çalışmada kullanılan distile su ile %75 etanol-su solüsyonu ve 0,02 M sitrik asit solüsyonları Ankara Üniversitesi Eczacılık Fakültesinde hazırlanmıştır.

91 91 Çizelge 2.3. Çalışmada kullanılan cihazlar CİHAZLAR HALOJEN IŞIK CİHAZI FİRMA Hilux Expert, Benlioğlu Dental, Ankara, Türkiye LED IŞIK CİHAZI Litex 692S, Dentamerica,CA, USA BARCOL SERTLİK ÖLÇÜM CİHAZI Barber Colman Impressor, Rockford, Illinois, USA 2.1. Deneyde Kullanılan Materyaller CHARISMA Hibrit Kompozit Rezin İlk olarak 90 lı yıllarda tanıtılan hibrit yapıdaki bir kompozit materyaldir. Organik matriksi Bis-GMA ve TEGDMA dan oluşur. İnorganik kısmı ortalama 0,7 µm partikül büyüklüğündeki baryum alüminyum borosilika camdan meydana gelen ve maksimum büyüklüğü 2µm yi geçmeyen mikrocam (Microglass ) doldurucu partiküllerden ve pirojenik silisyum dioksitten (0,01-0,07µm) oluşur. Fotobaşlatıcı olarak kamferokinon içerir. İnorganik doldurucu içeriği hacminin %61 ini, ağırlığının ise %78 ini oluşturur. Baryum cam doldurucular içerisindeki florür iyonları cam doldurucu partiküllerin yüzeyinden salınabilir. Anterior ve posterior restorasyonlar için kullanılabilen, görünür ışıkla sertleşen, radyoopak ve iyi cilalanabilme özelliğinde bir restoratif materyaldir GRANDIO Nanohibrit Kompozit Rezin Geliştirilmiş kompozit teknolojisi ve nanoteknolojinin kombinasyonu ile üretilen ışıkla polimerize olabilen nanohibrit yapıda bir kompozit materyaldir. İlk olarak 2003 yılında tanıtılmıştır. Organik matriksi Bis-GMA, UDMA ve TEGDMA dan

92 92 oluşurken inorganik kısmı; 1µm büyüklüğünde cam seramik mikrodoldurucular ve nm büyüklüğünde, küresel SiO 2 nanodoldurucuların kombinasyonundan oluşur. Fotobaşlatıcı olarak kamferokinon kullanılmıştır. İnorganik doldurucu içeriği hacminin %71,4 ünü, ağırlığının ise %87 sini oluşturur. Radyoopaktır ve çok yüksek derecelerde cilalanabilme özelliğindedir. Hem anterior hem de posterior restorasyonlar için kullanılabilir Deneyde Kullanılan Cihazlar Halojen Işık Cihazı Çalışmada hazırlanan kompozit örneklerin polimerizasyonunu sağlamak için tungsten halojen ışık cihazı olarak Hilux Expert (Benlioğlu Dental, Ankara, Türkiye) kullanılmıştır (Resim 2.1.). Cihaz, ana kutuya ilave olarak bir tabanca ve ucunda 11 mm çaplı, 60 eğimli fiber optik ışık ileticiden oluşmaktadır. Boost, bleaching, composite ve bonding olarak ayrılmış dört standart moda sahiptir. Seçilen moda göre ışık yoğunluğu otomatik olarak uygulanır. Tabanca üzerindeki dijital göstergeden polimerizasyon süresi ayarlanabilir. Işık cihazının yoğunluğu, her bir örnek polimerizasyonu öncesi, fiber optik uç ana kutu üzerindeki sensör işaretine konulduktan sonra, cihazın üzerinde yer alan bar göstergeden ölçülerek kontrol edilmiştir. Bar göstergeli internal ışık yoğunluğu ölçerde değerler doğrudan okunur. Kırmızı ışık yetersiz ışık yoğunluğunu (<300 mw/cm 2 ), sarı ışık yeterli ışık yoğunluğunu (>300 mw/cm 2 ) ifade eder. Çalışmamızda yeni bir ışık ucundan yararlanılmıştır. Işık ucu kompozit örneklerin üst yüzeyine dik gelecek şekilde yerleştirilmiş ve ince bir cam lamel üzerinden 40 s süre ile ışık uygulanmıştır. Kullanılan ışığın dalga boyu 500 nm olup, yoğunluğu 700 mw/cm 2 dir.

93 93 Resim 2.1. Halojen ışık cihazı LED Işık Cihazı Çalışmada hazırlanan kompozit örneklerin polimerizasyonunu sağlamak için light emitting diode (LED) ışık cihazı olarak Litex TM 692S LED (Dentamerica, CA, USA) kullanılmıştır (Resim 2.2.). Şarj istasyonuna ilave olarak kablosuz bir tabancadan ve 360 rotasyon yapabilen, standart 9 mm çaplı, otoklavda steril edilebilen bir ışık ileticiden oluşur. Çalışmamızda yeni bir ışık ucundan yararlanılmıştır. Tabancanın kablosuz oluşu çalışma kolaylığı sağlamaktadır. Şarj istasyonu üzerinde pilin şarj durumunu gösteren iki ışık vardır. Pembe ışık pilin şarj işleminde olduğunu, yeşil ışık ise pilin tam olarak şarjlandığını gösterir. Tam olarak dolmuş pil ile 40 dk süreyle devamlı çalışılabilir. Çalışmada, tüm örnekler tam olarak şarj edilmiş pil ile polimerize edilmiştir. Polimerizasyon süresi, tabanca üzerindeki dijital göstergeden 10 ar s lik artışlar şeklinde ayarlanabilir. LED in saatlik uzun ömrü sayesinde, cihazın ömrü boyunca LED ışık kaynağının değişimi gerekli değildir. Şarj istasyonu bir ışık yoğunluğu göstergesi ile donatılmıştır. Daire biçimindeki sensör

94 94 içine fiber optik ucun yerleştirilmesiyle ışık yoğunluğu gösterge lambası çalışır. Eğer yeterli ışık yoğunluğu (>300 mw/cm 2 ) ölçülürse uyarı ışığı yeşil yanar. Uyarı ışığının kırmızı yanması ise ışık yoğunluğunun yetersiz olduğunu (<300 mw/cm 2 ) veya düşük pil gücünü gösterir. Çalışmada, her bir örneğin polimerizasyonu öncesi, ışık yoğunluğu gösterge lambasının yeşil yanması ile kontrol edilmiştir. Üretici firma tarafından 3 mm kalınlıktaki kompozit örnekler için, nm dalga boyuna sahip, 1000 mw/cm 2 yoğunluktaki LED ışığının 10 s uygulanması tavsiye edilmektedir. Çalışmada, kompozit örneklerin üst yüzeyine yerleştirilmiş ince bir cam lamel üzerinden kompozit örneklere dik gelecek şekilde 10 s süre ile ışık uygulanmıştır. Resim 2.2. LED ışık cihazı

95 Barcol Sertlik Ölçüm Cihazı Alüminyum ve alüminyum alaşımları, bakır, pirinç ile plastik ve fiberglas içeren materyallerin sertlik testi için uygun bir alettir (Resim 2.3.). Kullanımı kolay olup, operatörün elinin hareket edebileceği her alanda ve her pozisyonda kullanılabilir. Cihaza basınç uygulandığında, batıcı uç incelenen materyal içine penetre olur ve sertlik ölçümleri, 0 ile 100 arasında dereceye ayrılmış bir kadran üzerinden hemen gözlenebilir. Yük uygulaması öncesi ve ayrı ölçümler arasında bekleme gerektirmez. Geniş ölçüm skalası pek çok materyalin test edilmesine olanak sağlar. Resim 2.3. Barcol yüzey sertlik ölçüm cihazı 2.3. Test Örneklerinin Hazırlanması Çalışmamızda test edilecek örneklerin yerleştirilmesi için üst yüzeyleri işaretlenmiş 2 mm kalınlığındaki pleksiglass kalıplar üzerine 5 mm çapında 200 adet yuva açıldı (Resim 2.4.) ve çalışma düzeneği Şekil 2.1 de gösterildiği gibi hazırlandı.

96 96 Resim 2.4. Üst yüzeyleri işaretlenmiş 2 mm kalınlıktaki pleksiglass kalıplar üzerindeki kompozit örneklerin yerleştirildiği yuvalar Barcol Yüzey Sertlik Ölçüm Testi n=200 Grandio Nanohibrit Kompozit Rezin n=100 Charisma Hibrit Kompozit Rezin n=100 Halojen Işık Cihazı n=50 LED Işık Cihazı n=50 Halojen Işık Cihazı n=50 LED Işık Cihazı n= 50 Hava (Kontrol) n=10 Hava (Kontrol) n=10 Hava (Kontrol) n=10 Hava (Kontrol) n=10 Distile Su n=10 Distile Su n=10 Distile Su n=10 Distile Su n=10 Heptan n=10 Heptan n=10 Heptan n=10 Heptan n=10 %75 Etanol-Su n=10 %75 Etanol-Su n=10 %75 Etanol-Su n=10 %75 Etanol-Su n=10 Sitrik Asit n=10 Sitrik Asit n=10 Sitrik Asit n=10 Sitrik Asit n=10 Şekil 2.1. Çalışma düzeneğini gösteren şematik diyagram

97 97 1 mm kalınlığında bir cam tabakanın üzerine önce matriks bant (S. S. White Limited, Middx, England) konularak, üzerine pleksiglass kalıplar yerleştirildi. Sonra pleksiglass kalıplar üzerinde bulunan 5 mm çapında, 2 mm kalınlığındaki standart yuvalara açık renkte (B 2 ) Grandio (Voco, Cuxhaven, Germany) veya açık renkte (B 2 ) Charisma (Heraeus Kulzer, Hanau, Germany) kompozit materyalleri yerleştirildikten sonra üst yüzey, önce matriks bant sonra 1 mm kalınlığında ince bir mikroskop camı ile kapatılarak fazla materyalin uzaklaşması için sabit bir basınç uygulandı (Şekil 2.2.). Halojen ışık cihazı ile polimerize edilecek örnekler; ışık cihazının ucu kompozit yüzeyine dik olacak şekilde tutularak, üst yüzeylerinden 700 mw/cm² ışık şiddetinde ışık uygulanarak, 40 s süreyle polimerize edildi. Test örnekleri polimerize edilmeden önce ışık ucu, polimerizasyon cihazının üzerinde bulunan sensör üzerine değecek şekilde yerleştirilip, bar şeklindeki ışık ölçerden ışık yoğunluğu okunarak kontrol edildi. LED ışık cihazı ile polimerize edilecek örneklere ise; ışık cihazının ucu kompozit yüzeyine dik olacak şekilde tutularak, üst yüzeylerinden, üretici firmanın verdiği değer olan 1000 mw/cm² ışık şiddetinde ışık uygulanarak, 10 s süreyle polimerizasyon uygulandı. Her bir örneğin polimerizasyonu öncesi, ışık ucu polimerizasyon cihazının üzerinde bulunan sensör üzerine değecek şekilde yerleştirilerek ışık yoğunluğu kontrol edildi.

98 98 Kalınlık 2mm 5mm Mikroskop camı Matriks bant Pleksiglas kalıp Matriks bant Mikroskop camı Şekil 2.2. Örneklerin hazırlanması Tüm örneklere standart mesafeden polimerizasyon uygulamak için, halojen veya LED ışık kaynağının ucu cam yüzeyine temas edecek şekilde tutuldu (Şekil. 2.2.). Işıkla polimerizasyonun ardından matriks bantlar uzaklaştırıldı ve örnek üst yüzeylerine, Sof-Lex bitirme ve polisaj diskleri (3M Dental Products, St. Paul MN, USA) ve mikromotor ile düşük hızda ve tek yönlü bir hareket ile, s süre boyunca bitirme ve cila işlemleri uygulanarak standart bir yüzey yapısı oluşturuldu (Sturdevant ve ark., 1995). Her 5 örnekte bir diskler değiştirildi. Bu şekilde hazırlanan 200 adet standart örnek, her grupta 10 ar örnek olacak şekilde 20 gruba ayrıldı. Daha sonra çalışma grupları aşağıdaki şekilde hazırlandı. Çalışmada yer alan deneysel işlemler Çizelge 2.4. de gösterilmiştir.

99 99 Çizelge 2.4. Çalışmada yer alan deneysel işlemler GRUPLAR Grup 1 Grup 2 Grup 3 Grup 4 Grup 5 Grup 6 Grup 7 Grup 8 Grup 9 Grup 10 Grup 11 Grup 12 Grup 13 Grup 14 Grup 15 Grup 16 Grup 17 Grup 18 Grup 19 Grup 20 UYGULANAN İŞLEMLER Grandio nanohibrit kompozit +Hilux Expert ışık cihazı+ hava Grandio nanohibrit kompozit +Hilux Expert ışık cihazı+distile su Grandio nanohibrit kompozit +Hilux Expert ışık cihazı+ heptan Grandio nanohibrit kompozit +Hilux Expert ışık cihazı+ %75 etanol-su solüsyonu Grandio nanohibrit kompozit +Hilux Expert ışık cihazı+ sitrik asit solüsyonu Grandio nanohibrit kompozit +Litex 692S LED ışık cihazı+ hava Grandio nanohibrit kompozit +Litex 692S LED ışık cihazı+ distile su Grandio nanohibrit kompozit +Litex 692S LED ışık cihazı+ heptan Grandio nanohibrit kompozit +Litex 692S LED ışık cihazı+ %75 etanol-su solüsyonu Grandio nanohibrit kompozit +Litex 692S LED ışık cihazı+ sitrik asit solüsyonu Charisma hibrit kompozit +Hilux Expert ışık cihazı+ hava Charisma hibrit kompozit +Hilux Expert ışık cihazı+ distile su Charisma hibrit kompozit +Hilux Expert ışık cihazı+ heptan Charisma hibrit kompozit +Hilux Expert ışık cihazı+ %75 etanol-su solüsyonu Charisma hibrit kompozit+hilux Expert ışık cihazı+ sitrik asit solüsyonu Charisma hibrit kompozit +Litex 692S LED ışık cihazı+hava Charisma hibrit kompozit +Litex 692S LED ışık cihazı+distile su Charisma hibrit kompozit +Litex 692S LED ışık cihazı+ heptan Charisma hibrit kompozit +Litex 692S LED ışık cihazı+ %75 etanol-su solüsyonu Charisma hibrit kompozit +Litex 692S LED ışık cihazı+sitrik asit solüsyonu

100 GRUP: Grandio kompozit materyali ve halojen ışık cihazı kullanılarak hazırlanan 10 adet kompozit örnek, ışığı geçirmeyecek özellikte olan, içi boş, koyu renkli bir cam şişeye yerleştirildi. Birbirine temas etmesini önlemek için örnekler, şişe içine dik olarak yerleştirildi. Şişenin ağzı parafilm (American Can Company, Greenwich, CT) ile kapatılarak hava ile temas etmemesi sağlandı. 2. GRUP: Bu deney grubunda Grandio kompozit materyali ve halojen ışık cihazı kullanılarak hazırlanan 10 adet standart örneğin yer aldığı pleksiglass kalıplar, 210 ml distile su içeren, ışığı geçirmeyecek özellikte, koyu renkli bir cam şişeye dik olarak yerleştirildi (Resim 2.5.). Böylece örneklerin birbirine temas etmesi engellenerek, distile suyun tüm örneklerin yüzeylerine temas etmesi sağlanmış oldu. Herhangi bir kimyasal etkileşimin olmaması için, kullanılan şişe distile su ile önceden yıkanıp kurutuldu. Distile suyun buharlaşmasını önlemek için şişenin ağzı kapağı kapatılmadan önce parafilm ile kaplandı. Resim 2.5. Örneklerin dik olarak yerleştirilip saklandığı koyu renkli cam şişenin ağzı kapatılmadan önce ve kapatıldıktan sonraki görünümü 3. GRUP: Grandio kompozit materyali ve halojen ışık cihazı kullanılarak hazırlanan 10 adet standart örneğin yer aldığı pleksiglass kalıplar, 210 ml heptan (Merck KgaA, Darmstadt, Germany) solüsyonu içeren, ışığı geçirmeyecek özellikte olan ve daha önce distile su ile yıkanıp kurutulmuş koyu renkli bir cam şişeye, dik olarak yerleştirildi. Şişenin ağzı parafilm ile kaplanarak kapağı kapatıldı