그래핀 옥사이드/몬모릴로나이트 하이브리드 치과용 수지 복합재의 기계적 특성 향상 및 생리 활성 잠재력 제공

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 10259(2022) 이 기사 인용

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이 시험관 내 연구에서는 초음파 처리를 통해 산화그래핀(GO)과 몬모릴로나이트 MMt(GO-MMt)의 하이브리드 복합 나노입자를 합성했습니다. 샘플은 X선 회절, FT-Raman, FTIR, TEM 및 SEM으로 특성화되었습니다. 수지 기반 복합재(RBC)의 기계적 특성에 대한 혼합(0.3% 및 0.5%)의 효과와 생체 활성 잠재력을 평가했습니다. 시편의 3점 굴곡강도(n=6), 탄성계수(n=6), 변환도(n=6), 미세경도(n=6), 접촉각(n=3)을 평가하여 특성화하였다. 및 SEM 분석(n = 3). SBF의 시험관 내 테스트는 하이브리드에 의해 변형된 RBC에서 수행되었습니다. 전반적으로, 합성된 하이브리드 복합재는 GO가 MMt와 삽입되어 보다 안정적인 화합물을 나타냄을 보여주었습니다. ANOVA 및 Tukey 테스트에서는 RBC + 0.3% GO-MMt가 우수한 굽힘 강도 값을 나타냈고, 그 다음으로 RBC + 0.5% GO-MMt(p < 0.05)가 나타났으며 두 재료 모두 더 높은 미세 경도 값을 나타냈습니다. 모든 그룹은 친수성 물질을 특징으로 하는 90° 미만의 접촉각을 나타냈습니다. 하이브리드에 의해 변형된 RBC는 SBF에서 14일 후에 Ca 및 P 침착을 보여주었습니다. 결론적으로 하이브리드로 구성된 RBC는 기계적 특성과 생체 활성 잠재력 측면에서 유망한 결과를 보여 치과 재료에 GO의 적용을 확대했습니다.

수년에 걸쳐 엔지니어링의 여러 영역에서는 재료의 다양한 특성을 결합하여 응용 분야에 향상된 특성을 제공했습니다. 이러한 전략은 환자의 요구를 충족시키기 위해 저항성, 생체 적합성, 생체 활성 및 미학과 같은 특성을 개선하기 위해 생물 의학 분야로 추정되었습니다. 위의 모든 특성을 갖는 단일 재료는 실용적이지 않기 때문에 하이브리드 복합재의 개발은 개별 구성 요소의 성능을 향상시킵니다1. 복합재의 필러는 보강재 역할을 하며 재료의 기계적 특성이나 생체 활성을 향상시킵니다2.

치과에서 수지 기반 복합재(RBC)의 기계적 특성은 임상적 적용 및 수복물의 수명과 관련되어 지속적으로 개선되어 왔습니다. 나노 구조를 통합하면 RBC의 기계적 특성이 향상되지만 RBC의 인기는 생체 적합성, 심미적, 기계적 특성 등 모든 특징 때문입니다3,4. 생리활성 적혈구의 개발도 레진 복합재 수복 실패의 주요 원인 중 하나로 인식되는 2차 우식을 예방할 수 있기 때문에 연구되었습니다5. 따라서 이러한 모든 특성을 통합하는 하이브리드 복합재의 합성은 매우 바람직하며 임상 성능을 향상시킵니다.

20046년 Geim과 Novoselov가 성공적으로 준비한 바와 같이, 탄소의 동소체인 그래핀은 전도성, 기계적 안정성7, 높은 종횡비 및 낮은 밀도와 같은 놀라운 물리적 특성을 나타내므로 차세대 고분자 복합재 개발을 위한 이상적인 후보가 됩니다8 . 산화 그래핀(GO)은 산소 함유 그룹으로 변형된 그래핀의 생체 적합성 물질 파생물로, 생체 의학 응용 분야의 기계적 특성을 향상시키기 위해 지지체 또는 나노복합체에 안전하게 통합될 수 있습니다. GO의 강력한 항균 작용 메커니즘도 강조되었습니다. GO는 박테리아 막을 기계적으로 파괴하여 세포 사멸을 초래하고 심지어 상호 약속된 항균 약물의 안전한 전달을 위한 플랫폼 역할도 합니다9,10. 또한, GO 입자는 골 형성 단백질(BMP-2) 및 빠른 수산화인회석 성장을 위해 핵 생성 및 결정화를 촉진하는 수산화인회석과 같은 기타 생리활성 무기 물질과 유사한 줄기 세포 골형성을 유도하는 능력을 제공하는 것으로 잘 알려져 있습니다. 생체 모방 조건에서 높은 칼슘-인산염 비율11.