Effect of nano-titanium oxide addition on some mechanical properties of silicone elastomers for maxillofacial prostheses

• Main Authors: Dhuha A. Shakir, BDS, Faiza M. Abdul-Ameer, MSc
• Format: Article
• Language: English
• Published: Elsevier 2018-06-01
• Series: Journal of Taibah University Medical Sciences
• Online Access: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1658361218300283

الملخص: أهداف البحث: قيّمت هذه الدراسة الآثار المترتبة على إضافة أكسيد التيتانيوم كـ ’ نانوفيلر’ على التمزق وقوة الشد، ونسبة الاستطالة، وصلابة اللدائن السيليكونية المبركنة للفك في درجة حرارة الغرفة “في إس تي ٥٠ إف” واللدائن السيليكونية المبركنة للفك في درجة الحرارة العالية “ كوزميسيل إم ٥١١”. طرق البحث: تم استخدام نوعين من اللدائن الفكية “في إس تي ٥٠ إف” و “ كوزميسيل إم ٥١١”. واستُخدم مسحوق أكسيد التيتانيوم كـ “ نانوفيلر”. وتم إعداد ما مجموعه ١٢٠ عينة: ٦٠ عينة للدائن بدرجة حرارة الغرفة و٦٠ عينة للدائن بدرجة الحرارة العالية. وتم تقسيم العينات من كل نوع من اللدائن إلى ثلاث مجموعات وفقا للاختبارات التي أجريت: اختبار قوة التمزق، واختبار قوة الشد، واختبار الصلابة. أستخدمت عشرون عينة لكل اختبار. وقُسمت كل مجموعة إلى مجموعتين فرعيتين: (أ) مجموعة التحكم، سيليكون بدون نانو- أكسيد التيتانيوم و (ب) مجموعة التجربة، سيليكون مضاف إليه نانو- أكسيد التيتانيوم بنسبة ٠.٢٥٪ من الوزن و٠.٢٪ من الوزن بالنسبة لـ “في إس تي ٥٠ إف” و “ كوزميسيل إم ٥١١” على التوالي. شملت كل مجموعة فرعية عشرة عينات. وتم بعدها تقييم العينات، كما تم تحليل البيانات باستخدام تحليل إحصائي وصفي واختبار “أنوفا” في الاتجاهين. النتائج: أدت إضافة ٠.٢٥٪ بالوزن و٠.٢٪ بالوزن من أكسيد التيتانيوم كـ ’ نانوفيلر’ إلى كل من “في إس تي ٥٠ إف” و “ كوزميسيل إم ٥١١” على التوالي إلى زيادة ذات دلالة إحصائية في القيم المتوسطة لقوة التمزق وقوة الشد ونسبة الاستطالة والصلابة. الاستنتاجات: إن إضافة تراكيز مختارة من نانو-أكسيد التيتانيوم إلى كل من “في إس تي ٥٠ إف” و “ كوزميسيل إم ٥١١” من مواد سيليكون الفكين أدت إلى تحسن الخواص الميكانيكية لكل منهما. Abstract: Objective: This study evaluated the effects of adding titanium oxide (TiO2) nanofillers on the tear strength, tensile strength, elongation percentage, and hardness of room-temperature-vulcanized (RTV) VST50F and high-temperature-vulcanized (HTV) Cosmesil M511 maxillofacial silicone elastomers. Methods: Two types of maxillofacial elastomers, VST50F RTV and Cosmesil M511 HTV, were used. Nano-TiO2 powder was applied as a nanofiller. A total of 120 specimens were fabricated, 60 each of VST50F and Cosmesil M511. The specimens of each type of elastomer were divided into three equal groups on which tests were conducted for tear strength, tensile strength, and hardness i.e., 20 specimens were used for each test. Each group of 20 specimens was further divided into two equal subgroups: (A) control i.e., silicone without nano-TiO2, and (B) experimental i.e., VST50F and Cosmesil M511 silicone incorporated with 0.25 wt% and 0.2 wt% nano-TiO2, respectively. Each subgroup thus had 10 specimens. The specimens were evaluated, and data were studied using descriptive statistical analysis and two-way analysis of variance (ANOVA). Results: The addition of 0.25 wt% and 0.2 wt% TiO2 nanofiller into VST50F and Cosmesil M511 elastomers, respectively, resulted in a statistically significant increase in the mean values (p < 0.01) of tear strength, tensile strength, elongation percentage, and hardness of the materials. Conclusion: The mechanical properties of the VST50F and Cosmesil M511 maxillofacial silicone materials improved with the addition of select concentrations of nano-TiO2. الكلمات المفتاحية: كوزميسيل إم ٥١١, لدائن سيليكون الفكين, الخواص الميكانيكية, نانو-أكسيد التيتانيوم, في إس تي ٥٠ إف, Keywords: Cosmesil M511, Maxillofacial silicone elastomer, Mechanical properties, Nano-TiO2, VST50F