酸化グラフェン/モンモリロナイトハイブリッド歯科用樹脂複合材料の機械的特性を強化し、生物活性の可能性を提供

Scientific Reports volume 12、記事番号: 10259 (2022) この記事を引用

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メトリクスの詳細

この in vitro 研究では、超音波処理により酸化グラフェン (GO) とモンモリロナイト MMt (GO-MMt) のハイブリッド複合ナノ粒子を合成しました。 サンプルは、X 線回折、FT-ラマン、FTIR、TEM、および SEM によって特性評価されました。 樹脂ベースの複合材 (RBC) の機械的特性に対するそれらの組み込み (0.3% および 0.5%) の影響およびそれらの生物活性の可能性が評価されました。 試験片は、3 点曲げ強度 (n = 6)、弾性率 (n = 6)、変換度 (n = 6)、微小硬度 (n = 6)、接触角 (n = 3) を評価することによって特性評価されました。および SEM 分析 (n = 3)。 ＳＢＦにおけるインビトロ試験は、ハイブリッドによって修飾されたＲＢＣにおいて実施された。 全体として、合成されたハイブリッド複合材料は、GO が MMt に挿入されていることを示し、より安定した化合物であることを示しました。 ANOVA と Tukey テストの結果、RBC + 0.3% GO-MMt が優れた曲げ強度値を示し、次に RBC + 0.5% GO-MMt (p < 0.05) が続き、両方の材料がより高い微小硬度値を示しました。 すべてのグループは、親水性材料の特徴である 90° 未満の接触角を示しました。 ハイブリッドによって修飾されたＲＢＣは、ＳＢＦ中で１４日後にＣａおよびＰの沈着を示した。 結論として、ハイブリッドによって構成された RBC は、機械的特性と生物活性の可能性の点で有望な結果を示し、歯科材料における GO の応用を拡大しました。

長年にわたり、工学のいくつかの分野では、材料の異なる特性を組み合わせて、アプリケーションの特性を強化してきました。 このような戦略は、耐性、生体適合性、生物活性、美観などの特性を改善し、患者の要求を満たすために生物医学分野に適用されています。 上記の特性をすべて備えた単一の材料は実用的ではないため、ハイブリッド複合材料の開発により、個々のコンポーネントの性能が向上します1。 複合材料中のフィラーは補強材として機能し、材料の機械的特性や生物活性を向上させます2。

歯科分野では、レジンベースの複合材（RBC）の機械的特性は臨床応用と修復物の寿命に関連しているため、絶えず改良されてきました。 ナノ構造の組み込みにより RBC の機械的特性が改善されたとしても、RBC の人気はそのすべての特徴、つまり生体適合性、審美的および機械的特性によるものです 3,4。 生物活性赤血球の開発も研究されています。二次う蝕は、樹脂複合材料による修復物の失敗の主な原因の 1 つとして認識されています。 したがって、これらすべての特性を集約したハイブリッド複合材料の合成は非常に望ましく、臨床性能を向上させることができます。

20046 年にガイムとノボセロフが合成に成功したように、炭素の同素体であるグラフェンは、導電性や機械的安定性 7、高アスペクト比、低密度などの顕著な物理的特性を示し、次世代のポリマー複合材料開発の理想的な候補となっています 8。 。 酸化グラフェン (GO) は、酸素含有基で修飾されたグラフェンの生体適合性材料誘導体であり、足場やナノ複合材料に安全に組み込むことができ、生物医学用途の機械的特性を向上させることができます。 GO の強力な抗菌作用のメカニズムも強調されています。GO は細菌の膜を機械的に破壊して細胞死に導き、予約間の抗菌薬を安全に投与するためのプラットフォームとしても機能します 9,10。 さらに、GO 粒子は、骨形成タンパク質 (BMP-2) や、ハイドロキシアパタイトの急速な成長のための核形成と結晶化を促進するハイドロキシアパタイトなどの他の生物活性無機材料と同様に、幹細胞の骨形成を誘導する能力を示すことはよく知られています。生体模倣条件における高いカルシウム-リン酸塩比11.