Halloysite-nanotuubin vaikutus akrylaattihartsin biomekaanisiin ominaisuuksiin

Abstract

Tämä opinnäytetyö tehtiin Turun yliopiston hammaslääketieteen laitoksen Kliinisessä Biomateriaalikeskuksessa. Opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia Halloysite-nanotuubien vaikutusta akrylaattihartsin biomekaanisiin ominaisuuksiin olettaen, että nanotuubit vaikuttavat hartsiin vahvistavasti.

Nanomateriaalien käyttö ja tutkiminen kasvavat voimakkaasti koko ajan varsinkin kemian, biologian, lääketieteen ja materiaalitieteen aloilla. Lääketieteellisissä sovelluksissa nanomateriaaleja käytetään esimerkiksi ortopedisissä implanteissa, lääketieteellisissä kiinnitysaineissa, hammaslääketieteen hartseissa ja kontrolloidussa lääkeaineen vapauttamisessa.

Hammaslääketieteessä käytetään akrylaattihartseja muun muassa hammassilloissa ja -proteeseissa sekä paikkamateriaaleissa. Hammaslääketieteellisissä sovelluksissa käytettävien hartsien ominaisuuksiin saadaan uusia ulottuvuuksia lisäämällä niihin lääketieteellisissä sovelluksissa käytettävää nanomateriaalia, Halloysite-nanotuubia.

Halloysite-nanotuubeja lisättiin akrylaattihartsinäytteisiin 2,5 m-%, 5 m-%, 7,5 m-%, ja 10 m-%. Vertailunäytteenä käytettiin hartsia, johon ei lisätty yhtään nanotuubeja. Näytehartseista tutkittiin konversioaste, kovettumiskutistuma, taivutuslujuus, pinnan kovuus sekä vesiabsorptio. Lopuksi näytteet kuvattiin SEM:llä.

Saatujen tulosten perusteella voidaan todeta, että Halloysite-nanotuubit eivät vahvista tutkittua akrylaattihartsia. Nanotuubierissä todettiin kuitenkin laadullista vaihtelua, joka on voinut vaikuttaa testituloksiin.

This thesis was carried out at the Turku Clinical Biomaterials Centre which is a part of the Department of Dentistry in University of Turku. The aim of the study was to research the influence of silica nanotubes on the biomechanical properties of acrylateresins. The hypothesis was that nanotubes reinforce the resin.

The use and research of nanomaterials is rapidly increasing especially in chemistry, biology, medicine and materials science. In medical applications nanomaterials are used for example in orthopedic implants, medical fixatives, dental composites and controlled drug release.

In dentistry acrylateresins are used for dental bridges, dental prosthesis and restorative materials. The use of nanomaterials, ecpecially Halloysite nanotubes in dental composites offers new opportunities for dental restorative materials.

Halloysite nanotubes were added to resin 2,5 w-% 5 w-%, 7,5 w-% and 10 w-%. Resin without nanotubes was used as a comparison sample. The rate of conversion, polymerization shrinkage, bending stress, surface hardness and water absorption was tested on every sample. Finally, the test samples were pictured by SEM. The test results show that the nanotubes did not give any strength to the resin. Differences in quality between different nanotube batches was detected and it may have impacted the test results.