بررسی علمی چسب‌های یونیورسال نسل هشتم

معرفی چسب‌های نسل هشتم، که به «یونیورسال» یا «Universal» شهرت دارند، که برای اولین بار در سال ۲۰۱۰ توسط شرکت Voco America معرفی شدند اما همچنان در مسیر توسعه قرار دارند. این نسل از چسب‌ها با قابلیت پیروی از هر استراتژی Self-etch ,Total etch ,Selective-Enamel Etch که در نسل‌های متفاوت مورد توجه بودند، مصرف راحت و منحصر به فردی را ارائه می‌کنند. بخش عمده‌ای از پیشرفت این نسل مدیون گسترش علم نانو است که امکان استفاده از نانو-فیلرها را فراهم کرده است. اگرچه لیست مزایای استفاده از نسل از چسب‌ها مجذوب کننده است، اما باید دید که چه مقدار در دنیای علم دندانپزشکی پذیرفته شده است. بدون شک تصمیم‌گیری بر مبنای نیاز و شرایط بالینی مراجعان، از بالاترین درجات در ذهن دندا‌پزشکان قرار دارد و در همین راستا، طرح سوالات بنیادین متعدد در ذهن متخصصان کاملا قابل انتظار است. به همین دلیل در این مقاله قصد داریم تا به بررسی ویژگی‌های این نسل بپردازیم و عملکرد آن ‌ها را واشکافی کنیم.

ساختار شیمیایی چسب‌های یونیورسال: ترکیب، عملکرد و چالش‌ها

حصول باندینگ مناسب، مبنای تحقیقات چندین دهه است که منابع و انرژی دانشمندان زیادی را به خود معطوف کرده است. شکی نیست که تمام نتایج و عملکرد یک چسب باندینگ (Adhesive) مدیون ترکیبی خلاقانه از مواد شیمیایی است که به صورت آگاهانه با ساختارها و غلظت‌های متفاوت همراه یکدیگر هستند تا عملکرد جامع معینی را پدید بیاورند. با نگاهی گذرا به ترکیب شیمیایی تمامی محصولاتی که در قالب چسب‌های نسل ۸ ام قرار می‌گیرند، متوجه دنبال کردن اهداف متفاوتی از طرف دانشمندان این حوزه می‌شویم؛ چرا که تفاوت‌ها کاملا چشمگیر هستند. اما با یک نگاه تخصصی‌تر متوجه پیروی از یک الگو پنهان می‌شویم که قصد داریم کمی در مورد آن صحبت کنیم.

پایه ثابت نسل ۸ام؛مونومر MDP

اگرچه ترکیب چسب‌های باندینگ نسل هشتم پیچیدگی ویژه‌ای دارند، اما در میان تمام این پیچیدگی یک ساختار همواره جای خود را حفظ می‌کند که نام آن به اختصار MDP است. این ماده شیمیایی با نام ژنریک ۱۰-متاکریلوکسی‌دسیل دی‌هیدروژن فسفات، با گروه فسفاتی که در انتهای نام آن اشاره شده است، با ایجاد یک پیوند قدرتمند شیمیایی با کلسیم موجود بر سطح دندان، با قدرت مکانیکی فوق‌العاده‌ای که دارد، تضمین کننده پایداری بعد از مصرف است. نکته جالب دیگر این است که MDP نیاز به هیچ پرایمر دیگری برای اتصال به فلزات و زیرکونیا (Zirconia) ندارد.

همچنین، اصولا این مونومر نقش تنظیم pH محیط چسب را بر عهده دارد. با توجه به اهمیت تنظیم pH برای کنترل نفوذ، این ترکیب با دقت ویژه‌ای طراحی و تنظیم می‌شود. به طور کلی، زمانی که نفوذ به عاج (Dentin) هدف باشد، محیط اسیدی‌تر در خارج کردن کلاژن از عاج را دارد و یک باندینگ موفق را تضمین می‌کند. اما در مقابل، ایجاد تخلخل بر مینا (Enamel) نیازمند اسیدیتی کمتر است. چسب‌های نسل یونیورسال معمولا pHای در محدوده ۱/۵ تا ۳ دارند که در زیر خلاصه شده است:

• pH بسیار پایین یا اسیدیته خیلی بالا (حدود ۱/۵): نفوذ سریع در عاج اما قدر اچ (Etch) کمتر بر مینا
• pH پایین‌ یا اسیدیته متوسط (حدود ۲): قدرت اچ بیشتر، نفوذ بهتر در مینای دندان، اما احتمال حساسیت بالاتر.
• pH بالاتر یا اسیدیته ملایم‌ (حدود ۳): ملایم‌تر، مناسب‌تر برای عاج، اما قدرت اچ کمتر روی مینا.

رزین‌های پایه: Bis-GMA، UDMA، TEGDMA

رزین‌های پایه در چسب‌های یونیورسال معمولاً ترکیبی از چند مونومر هستند که عموما در برابر نور با پرتو با طول موج مشخصی تبدیل به پلیمر شده و تغییر فاز مایع به جامد رخ می‌دهد. مسئول چنین تغییر فازی، گروه های «آکریلات» موجود در تمامی این رزین‌هاست. عمومی‌ترین آن‌ها عبارتند از:

• Bis-GMA: ویسکوزیته بالا، قدرت مکانیکی مناسب، اما جذب آب زیاد و احتمال باقی‌ماندن مونومر آزاد.
• UDMA: ویسکوزیته کمتر، زیست‌سازگاری بهتر، و انقباض پلیمریزاسیون کمتر نسبت به Bis-GMA.
• TEGDMA: مونومر رقیق‌کننده که ویسکوزیته را کاهش می‌دهد اما انقباض پلیمریزاسیون را افزایش می‌دهد.

مطالعات اخیر حاکی از آن هستند که چسب‌های فاقد Bis-GMA ، معمولاً زیست‌سازگارترند و سمیت سلولی کمتری نشان می‌دهند؛ هرچند که این موضوع، عمومیت Bis-GMA را به مقدار قابل توجهی کم نکرده است چرا که فرآیند تولید و مصرف تا حدی در برطرف نمودن این نقایص تاثیرگذار است و در حال حاضر تمرکز بر حذف کامل آن نیست.

HEMA؛‌ آب دوست اما دشمن زیست!

HEMA یا (هیدروکسی‌اتیل) متیل آکریلات، یک مونومر آب‌دوست از مشتقات آکریلات است که به نفوذ بهتر چسب در عاج (Dentin) که رطوبت دارد، کمک ویژه‌ای می‌کند که از دید شیمیایی، این قابلیت را مدیون ساختار کوچک و قطبی خود است. اما به دلیل چالش‌های جانبی ناشی از استفاده HEMA حاصل می‌شود، محدودیت‌های زیادی در مصرف آن اعمال شده و عنوان HEMA Free در برخی از محصولات امروزی دندان‌پزشکی مشاهده می‌شود.

اما این بدان معنی نیست که HEMA در دندان‌پزشکی امروز نایاب است؛ بلکه در میزانی کنترل شده در برخی از محصولات قابل یافتن است. از جمله معضلات استفاده خارج از محدوده مجاز HEMA عبارتند از:

• افزایش شدید جذب آب که موجب تورم ماتریس رزینی و کاهش دوام باند در بلندمدت می‌شود.
• افزایش احتمال حساسیت که به ویژه در بیماران با عاج حساس یا ترمیم‌های عمیق بسیار محتمل است.
• کاهش پایداری شیمیایی که در محیط‌های مرطوب دهان، با توجه به ساختار استری (Esteric)، امکان تجزیه شدن HEMA وجود دارد و می‌تواند به میزان قابل توجهی پیوندهای رزینی را تضعیف کند.

تعدادی از چسب‌های نسل ۸ ام فاقد HEMA هستند و برخی دیگر این ماده را در ساختار خود جای داده اند. به هر حال باید به این اطمینان رسید که تست‌های مربوط به آن و استانداردهای جهانی رعایت شده باشند تا در میان انتخاب‌های متخصصان قرار گیرند اما در مجموع، مطالعات ثابت کرده‌اند که چسب‌ها با pH متوسط و فاقد HEMA بهترین تعادل در باندینگ و زیست‌سازگاری را فراهم می‌کنند.

نانوفیلرها (Nano-fillers)

در چسب‌های دندانی، برخلاف کامپوزیت‌ها، حضور فیلرها تا مدت‌ها نادیده گرفته می‌شد. اما با ورود به نسل‌های پیشرفته‌تر، به‌ویژه نسل هفتم و هشتم، افزودن نانوفیلرها به فرمولاسیون چسب‌ها، به‌عنوان راهکاری برای ارتقاء خواص مکانیکی، کنترل ضخامت لایهٔ باندینگ و افزایش پایداری شیمیایی مورد توجه قرار گرفت.

برخی از چسب‌های یونیورسال نسل هشتم حاوی ۰/۵ تا ۴۰ درصد وزنی نانوفیلر هستند که البته در عموم موارد زیر ۱۰ درصد قرار می‌گیرد. اصولا این نانوفیلرها از جنس مواد نانو مواد معدنی هستند و رایج‌ترین ترکیب آن‌ها شامل مواد زیر هستند:

• نانو سیلیکا (Colloidal Silica): با میانگین اندازه ۱۲ نانومتر، برای افزایش سختی و کنترل ویسکوزیته
• زیرکونیا اصلاح‌شده به منظور بهبود مقاومت مکانیکی و تطابق نوری (Optical Matching) برای حداکثر زیبایی ظاهری
• فیلرهای شیشه‌ای با پوشش سیلان که برای افزایش اتصال شیمیایی به ماتریس رزینی موثر هستند.

طراحی نانوفیلرها نیازمند علم و تخصص است که در نهایت بدون اختلال در نفوذ رزین به عاج، ضخامت لایهٔ باندینگ را افزایش می‌دهند و نقش محافظتی در برابر تنش‌ها ایفا می‌کنند. با این تعریف‌ها، می‌توان وجود نانوفیلرها را پیشرفتی موثر در نتیجه باندینگ دانست. این نتایج در زیر خلاصه شده اند:

• افزایش ضخامت لایهٔ باندینگ: لایهٔ ضخیم‌تر (~10–15 میکرون) موجب جذب بهتر و کاهش شکست‌های حاشیه‌ای می‌شود.
• کاهش انقباض پلیمریزاسیون: با کاهش حجم رزین آزاد، نانوفیلرها موجب کاهش تنش‌های داخلی و افزایش تطابق حاشیه‌ای می‌شوند.
• افزایش مقاومت به سایش و تخریب آنزیمی: فیلرهای نانو موجب افزایش دوام چسب در محیط‌های دهانی با نوسانات pH و فعالیت آنزیمی می‌شوند.
• تنظیم ویسکوزیته: فیلرهای نانو موجب کنترل جریان‌پذیری چسب و تسهیل کاربرد بالینی آن می‌شوند.

شواهد علمی نشان می‌دهند که نانوفیلرها، پس از ذخیره‌سازی در آب و قرارگیری در سیکل‌های حرارتی، کاهش قدرت باند کمتری نسبت به چسب‌های فاقد فیلر دارند. همچنین، در ترمیم‌های کلاس II، تطابق حاشیه‌ای به‌طور قابل توجهی بهتر بوده است. همچنین در وجود نانوفیلر‌ها، در شرایط رطوبتی و حرارتی دهان، پایداری بیشتری از خود نشان می‌دهند و لایهٔ باندینگ آن‌ها کمتر دچار تخریب می‌شود.

مقایسهٔ استراتژی‌های باندینگ

چسب‌های یونیورسال به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که در سه استراتژی مختلف باندینگ، قابل استفاده باشند. بنا به تخصص و تجربه در کنار نیاز تعریف شده، انتخاب استراتژی مناسب تاثیر مستقیمی بر دوام باند، حساسیت پس از درمان و موفقیت بالینی دارد. به همین دلیل به مقایسه کوتاهی می‌پردازیم.

اگرچه چسب‌های یونیورسال نسل هشتم با هدف ساده‌سازی پروتکل‌های درمانی و افزایش تطبیق‌پذیری با انواع ترمیم‌ها طراحی شده‌اند، اما عملکرد واقعی آن‌ها در شرایط بالینی، به‌ویژه در ترمیم‌های مستقیم و غیرمستقیم، نیازمند بررسی دقیق و مبتنی بر شواهد است. به این منظور، به تفکیک در این باره صحبت می‌کنیم.

ترمیم‌های مستقیم: تطابق، حساسیت و دوام

در ترمیم‌های مستقیم مانند کامپوزیت‌های خلفی یا قدامی، چسب‌های یونیورسال به‌طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار گرفته‌اند. نتایج مطالعات بالینی نشان می‌دهند که:

• در عاج: استفاده از استراتژی Self-Etch با چسب‌های یونیورسال موجب کاهش حساسیت پس از درمان و افزایش راحتی بیمار می‌شود.
• در مینا: استراتژی Selective-Enamel-Etch عملکرد بهتری دارد و موجب افزایش قدرت باند و کاهش نشت‌های ریز می‌شود.
• در حفره‌های کلاس V: چسب‌های یونیورسال با pH متوسط و فاقد HEMA، تطابق حاشیه‌ای بهتری نشان داده‌اند.

همچنین نشان داده شده است که در ترمیم‌های خلفی کلاس I و II، استفاده از Selective-Enamel-Etch با چسب‌های یونیورسال موجب کاهش شکست‌های حاشیه‌ای و افزایش دوام ترمیم در بازهٔ ۲۴ ماهه می‌شود.

ترمیم‌های غیرمستقیم: باند به زیرکونیا، سرامیک و رزین

در ترمیم‌های غیرمستقیم مانند اینله (Inlays)، آنله (Onlays)، ونیر (Veneer) و کراون‌های (Crowns) سرامیکی، چسب‌های یونیورسال نقش مهمی در باندینگ به سمان‌های رزینی ایفا می‌کنند. عملکرد آن‌ها به عوامل زیر وابسته است:

• نوع زیرلایه: زیرکونیا، لیتیوم دی‌سیلیکات، رزین‌های CAD/CAM
• نوع سمان: سمان‌های دوپلیمریزه‌شونده یا خودپلیمریزه
• پروتکل آماده‌سازی سطح: سندبلاست، اچ با HF، استفاده از پرایمرهای اختصاصی

این موارد تفاوت اساسی در انتخاب یک محصول در دسته چسب‌های نسل هشتم ایجاد می‌کند که تماما بسته به ترکیب شیمیایی محصول است. برای مثال، مطالعات نشان داده اند که ترکیب Bondmer Lightless II با Estecem II در باند به زیرکونیا و سرامیک‌های لیتیوم دی‌سیلیکات، عملکرد پایدارتری نسبت به Scotchbond Universal Plus با RelyX Universal داشته است. بار دیگر باید این مهم را اشاره کرد که تفاوت‌ها اندک هستند و نمی‌توان آن‌ها را به عنوان حساسیت تعیین کننده در انتخاب فرض کرد.

آنچه نباید نگرانش باشید!

گذشته از تمام مزایای این نسل از چسب‌ها، همچنان چالش‌هایی باقی هستند که امید است به مرور زمان مرتفع گردند. با توجه به این که دوام باند در محیط دهان یکی از مهم‌ترین عوامل موفقیت بلندمدت در ترمیم‌های دندانی است، باید با علم به پیچیدگی محیط دهان با نوسانات pH، رطوبت بالا، تغییرات دمایی و فعالیت آنزیمی، انتظار تغییرات در ساختار رزین و باند را داشت.

یکی از مهم‌ترین عوامل بیوشیمیایی، آنزیم‌های بزاقی—به‌ویژه استرازها (esterases)—هستند که توانایی شکستن پیوندهای استری موجود در مونومرهای رزینی را دارند. این فرآیند منجر به کاهش قدرت باند، افزایش ریزنشت، و در نهایت شکست ترمیم می‌شود.

چسب‌های یونیورسال نسل هشتم با هدف افزایش دوام در چنین شرایطی، دستخوش اصلاحات شیمیایی مهمی شده‌اند. در برخی موارد، حذف مونومرهای سنتی مانند HEMA و Bis-GMA و جایگزین کردن آن‌ها با رزین‌های پایدارتر مثل UDMA و مونومرهای عملکردی نظیر MDP، به میزان قابل مشاهده‌ای موجب افزایش مقاومت این چسب‌ها در برابر تخریب آنزیمی شده است؛ هرچند که طبق صحبت گذشته ما، محصولاتی بر پایه Bis-GMA و HEMA وجود دارند که با تعیین درصدی کنترل شده از این مواد به بهبود خواص اشاره شده کمک کرده‌اند اما همچنان خالی از این مواد نیستند. در هر صورت هدف مشترکی دنبال می‌شود.

مکانیسم تخریب آنزیمی

آنزیم‌های بزاقی مانند Pseudocholinesterase و Carboxylesterase به‌طور خاص پیوندهای استری موجود در مونومرهای رزینی را هدف قرار می‌دهند. مونومرهایی مانند HEMA و Bis-GMA به‌دلیل داشتن گروه‌های هیدروکسی و ساختارهای استری، مستعد هیدرولیز آنزیمی هستند. مراحل زیر، مسیری هستند که تخریب آنزیمی رخ می‌دهد:

1. نفوذ بزاق به لایهٔ باندینگ: در نواحی حاشیه‌ای ترمیم یا نواحی زیر لثه، بزاق به لایهٔ رزینی نفوذ می‌کند و آنزیم‌های فعال وارد محیط باندینگ می‌شوند.
2. شناسایی پیوندهای استری توسط آنزیم‌های استراز: آنزیم‌هایی مانند pseudocholinesterase و carboxylesterase، پیوندهای استری موجود در مونومرهایی نظیر HEMA و Bis-GMA را شناسایی می‌کنند.
3. هیدرولیز پیوندهای استری: آنزیم‌ها این پیوندها را می‌شکنند و محصولات تخریب‌شده‌ای مانند Bis-HPPP آزاد می‌شود که در مطالعات کروماتوگرافی قابل ردیابی هستند.
4. تورم ماتریس رزینی و کاهش انسجام ساختاری: تخریب شیمیایی موجب تورم لایهٔ رزینی، کاهش سختی سطحی، و افزایش نفوذپذیری به مایعات دهانی می‌شود.
5. افزایش ریزنشت و نفوذ باکتری‌ها: ساختار رزینی آسیب‌دیده اجازهٔ نفوذ باکتری‌ها و مایعات دهانی به زیر ترمیم را می‌دهد، که می‌تواند منجر به التهاب پالپ یا شکست ترمیم شود.
6. افت قدرت باند و شکست بالینی ترمیم: در بلندمدت، این فرآیند موجب کاهش قدرت باند، افزایش حساسیت پس از درمان، و احتمال شکست ترمیم در نواحی پرتنش می‌شود.

نتیجه این تخریب موارد زیر را در بر می‌گیرد:

• تورم ماتریس رزینی
• کاهش انسجام لایهٔ باندینگ
• نفوذ باکتری‌ها و مایعات دهانی به زیر ترمیم
• افزایش حساسیت و شکست بالینی ترمیم

چسب‌های یونیورسال نسل هشتم با کنترل مقدار حداقلی ترین میزان ممکن و یا حذف مونومرهای آسیب‌پذیر و استفاده از ساختارهای پایدارتر، مقاومت بالاتری در برابر آنزیم‌های بزاقی نشان می‌دهند:

• حذف و یا کنترل مقدار HEMA: کاهش جذب آب و کاهش نقاط هدف برای استرازها
• حذف و یا کنترل مقدار Bis-GMA: کاهش محصولات تخریب‌شده و افزایش زیست‌سازگاری
• افزودن UDMA: ساختار خطی‌تر و مقاوم‌تر در برابر هیدرولیز
• وجود MDP: مونومر عملکردی با ساختار فسفاته، مقاوم در برابر آنزیم‌ها و دارای باند شیمیایی به هیدروکسی‌آپاتیت

جمع‌بندی

چسب‌های یونیورسال نسل هشتم، نقطهٔ تلاقی علم مواد، بیوشیمی دهانی و نیازهای بالینی هستند. این نسل از چسب‌ها با طراحی چند منظوره، امکان استفاده در سه استراتژی باندینگ—Self-Etch، Total-Etch و Selective-Enamel-Etch—را فراهم کرده‌اند، که این ویژگی به‌تنهایی گامی بزرگ در جهت تطبیق‌پذیری بالینی محسوب می‌شود.

از منظر ترکیبات شیمیایی، حذف و یا کنترل مقدار مونومرهای آسیب‌پذیر نظیر HEMA و Bis-GMA و جایگزینی آن‌ها با رزین‌های پایدارتر مانند UDMA و مونومرهای عملکردی نظیر MDP، موجب افزایش مقاومت این چسب‌ها در برابر تخریب آنزیمی بزاقی شده است. آنزیم‌هایی مانند pseudocholinesterase و carboxylesterase که در بزاق حضور دارند، توانایی شکستن پیوندهای استری رزین‌های سنتی را دارند و در بلندمدت موجب کاهش قدرت باند، افزایش ریزنشت و شکست ترمیم می‌شوند اما در نسل هشتم با ساختار شیمیایی اصلاح‌شده، این تهدید بیوشیمیایی را تا حد زیادی کنترل شده است.

افزودن نانوفیلرها به فرمولاسیون چسب نیز نقش مهمی در ارتقاء خواص مکانیکی ایفا کرده است. این نانوذرات معدنی بستری مناسب را برای افزایش ضخامت لایهٔ باندینگ، کاهش انقباض پلیمریزاسیون، و بهبود تطابق حاشیه‌ای ترمیم فراهم می‌کنند. همچنین، نانوفیلرهای اصلاح‌شده که از جنسی مانند سیلیکا و زیرکونیا هستند، با تطابق نوری مناسب، در ترمیم‌های زیبایی نقش کلیدی دارند.

از منظر بالینی، چسب‌های یونیورسال نسل هشتم در ترمیم‌های مستقیم (کلاس I، II، V) و غیرمستقیم (ونیر، اینله، آنله، کراون‌های سرامیکی و رزینی)، عملکرد قابل قبولی نشان داده‌اند. مطالعات تأیید کرده‌اند که چسب‌های فاقد HEMA و حاوی رزین‌های پایدار، در شرایط شبیه‌سازی‌شده بزاقی، افت قدرت باند کمتری داشته و محصولات تخریب‌شده کمتری تولید می‌کنند.

در نهایت، انتخاب آگاهانه چسب یونیورسال نسل هشتم، نه‌تنها یک تصمیم تکنیکی، بلکه یک انتخاب درمانی مبتنی بر شواهد است. این چسب‌ها با فراهم‌سازی تعادل بین زیست‌سازگاری، دوام مکانیکی، تطابق نوری و سهولت کاربرد، تعادلی معنادار را بین کیفیت و پایداری ترمیم‌های رزینی را ایجاد کرده‌اند.

لینکدین نویسنده: https://www.linkedin.com/in/aliasghar-behzadi/