تاثیر افزودن نانوذرات اکسید روی پشتیبانی شده داخل زئولیت 4a بر خواص ضد باکتریایی و استحکام خمشی رزین آکریلی خود سخت شونده مورد استفاده در دستگاه های متحرک ارتودنسی

زمینه: رزین های آکریلی پلی متیل متاکریلات (pmma) خودسخت شونده به شکل گسترده ای در ساخت دستگاه های متحرک ارتودنسی استفاده می شوند. ساختار این پلیمرآکریلی خودسخت شونده نسبت به انواع گرماسخت آن متخلخل تر بوده و محلی مناسب برای کلونیزاسیون پلاک میکروبی فراهم می کند. به دلیل فعالیت های متابولیکی برخی از این میکروارگانیسم ها بوی نامساعدی از سطح بیس پلیت های ارتودنسی متصاعد می شود که می تواند همکاری بیماران را مختل کند. هدف از این مطالعه تولید و افزودن نانوذرات اکسید روی پشتیبانی شده داخل شبکه زئولیت 4a (zn/4a) به ترکیب این پلیمر آکریلی و بررسی خواص ضدباکتریایی و استحکام خمشی آن است. روش کار: نانوذرات اکسید روی پشتیبانی شده داخل زئولیت 4a پس از تولید با درصدهای وزنی 2 و4 درصد به پودر رزین آکریلی پلی متیل متاکریلات خود سخت شونده sr triplex® cold اضافه شد. آنالیزهای پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی، توزیع انرژی پرتو ایکس و پراکندگی نور دینامیکی از نمونه های آکریل نوترکیب تهیه شد. خواص ضدمیکروبی با تکنیک تماس مستقیم (direct contact) روی سه سوش باکتریایی استرپتوکوکوس موتانس، کلبسیلا پنومونیه و اشرشیا کلی بررسی شد. استحکام خمشی نمونه ها با تست threepoint bending انجام شد. برای ارزیابی آماری داده ها ازتست oneway anova وtukey’s post hoc test استفاده وp کمتر از 0.05 معنی دار تلقی شد. یافته ها: افزودن نانوکامپوزیت zn/4a در هردو غلظت 2 و 4 درصد وزنی به ترکیب آکریل پلی متیل متاکریلات خود سخت شونده منجر به تخریب بیش از 99 درصد کلنی های هر سه نوع سوش باکتریایی گردید. میانگین استحکام خمشی نمونه های آکریلی حاوی نانوکامپوزیت zn/4a با درصدهای وزنی 2 و 4 درصد به طور معناداری کمتر از گروه کنترل است ولی تمام مقادیر بیشتر از 50 مگاپاسکال به دست آمد. نتیجه گیری: افزودن نانوکامپوزیت zn/4a در هردو درصد وزنی 2 و 4 درصد به ترکیب پلی متیل متاکریلات خودسخت شونده به دلیل خاصیت ضدباکتریایی و سمیت حداقلی باعث از بین رفتن کلنی های باکتریایی و بوی نامساعد از بیس پلیت های ارتودنسی شده و با ارتقا همکاری بیمار منجر به بهبود نتایج درمان می گردد.

Effect of adding zinc oxide nanoparticles supported in 4A zeolite on antibacterial properties and flexural strength of selfcuring acrylic resin used in removable orthodontic appliances

Background: Selfcuring acrylic resins, mainly composed of Polymethyl Methacrylate (PMMA), are widely used to manufacture removable orthodontic appliances. Selfcuring acrylic resins have higher porosity than heatcuring acrylic resins leading to a susceptible place for microbial plaque colonization. Due to some of these microorganisms' activities, a very unpleasant odor is emitted from orthodontic base plates, which has adverse effects on patients' cooperation. This study aimed to investigate the antimicrobial properties of coldcuring PMMA acrylic resin containing ZnO nanoparticles supported in 4A zeolite and evaluating its mechanical properties. Methods: The synthesized nanocomposite ZnO/4A zeolite was added to SR Triplex® Cold orthodontic selfcuring acrylic resin powder with 2wt% and 4wt% concentrations. Xray diffraction (XRD), Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), energy dispersive Xray (EDX), MAP analysis, and Dynamic light scattering (DLS) were performed to investigate the sample's characteristics. Direct test method was used to assess the antibacterial properties of the fabricated acrylic samples against three bacterial strains Streptococcus mutans, Klebsiella Pnemoniae, and Esherichia coli. Flexural strength was evaluated by a threepoint bending test, and Oneway ANOVA and Tukey's post hoc test were used for statistical evaluation of data. The pvalue of less than 0.05 was considered significant. Results: The addition of ZnO/4A in 2wt% and 4 wt% concentrations lead to more than 99% destruction of colonies in all three types of microorganisms. The mean flexural strength of acrylic specimens containing 2wt% and 4wt% of ZnO/4A significantly lower than the control group. Despite the considerable reduction, all mean values are greater than 50 MPa. Conclusion: The ZnO/4A zeolite nanocomposite due to its potent antibacterial properties and minimal toxicity can reduce the unfavorable odor of orthodontic base plates consequently increases patient cooperation and reaching the desired result. Method: The synthesized nanocomposite ZnO/4A zeolite was added to SR Triplex® Cold orthodontic selfcuring acrylic resin powder with 2wt% and 4wt% concentrations. Xray diffraction (XRD), Field Emission Scanning Electron Microscopy(FESEM), energy dispersive Xray (EDX), MAP analysis, and Dynamic light scattering (DLS) were performed to investigate the sample's characteristics. Direct test method was used to assess the antibacterial properties of the fabricated acrylic samples against three bacterial strains Streptococcus mutans, Klebsiella Pnemoniae, and Esherichia coli. Flexural strength was evaluated by a threepoint bending test, and Oneway ANOVA and Tukey's post hoc test were used for statistical evaluation of data. The pvalue of less than 0.05 was considered significant. Results: The addition of ZnO/4A in 2wt% and 4 wt% concentrations lead to more than 99% destruction of colonies in all three types of microorganisms. The mean flexural strength of acrylic specimens containing 2wt% and 4wt% of ZnO/4A significantly lower than the control group. Despite the considerable reduction, all mean values are greater than 50 MPa. Conclusion: The addition of ZnO/4A zeolite nanocomposite due to its potent antibacterial properties and minimal toxicity can reduce the unfavorable odor of orthodontic base plates consequently increases patient cooperation and reaching the desired result.