مقایسه میزان بیس فنول A آزاد شده از سه نوع کامپوزیت ارتودنسی در شرایط مختلف pH

BPA یک ماده شیمیایی میباشد که به طور گسترده در ترکیبات آلی استفاده میشود. اکسپوژر به BPA میتواند منجر به تخریب سیستم اندوکرین ، استروژنیسیتی اثرات پرولیفراتیو روی سلولهای سرطانی ، نواقص کروموزومی در چنین ، اثرات تراتوژنیک و کارسینوژنیک شود. منبع این مونومرها در ارتودنسی می تواند رزینهای ادهزیو ، براکتهای پلاستیکی ، لیگاچورهای الاستومریک ، چینها و ریتینرهای اکریلی باشد میزان BPA آزاد شده از رزینهای کامپوزیتی در شرایط مختلف طی مرحله باندینگ و دباندینگ در مطالعات آزمایشگاهی و بالینی بررسی و گزارش شده است. اما تا کنون مطالعه ای به بررسی تاثیر pH بر میزان آزاد سازی BPA از کامپوزیت های ارتودنسی نپرداخته است.

BPA is a chemical that is widely used in organic compounds. Exposure to BPA can lead to the destruction of the endocrine system, estrogenicity, proliferative effects on cancer cells, chromosomal defects in the fetus, teratogenic and carcinogenic effects. The source of these monomers in orthodontics can be adhesive resins, plastic brackets, elastomeric ligatures, folds and acrylic retainers. The amount of BPA released from composite resins in different conditions during the bonding and debonding stage has been investigated and reported in laboratory and clinical studies. But so far, no study has investigated the effect of pH on the release rate of BPA from orthodontic composites.

درمان ارتودنسی شامل اپلاینس های ثابت و متحرک جهت اصلاح موقعیت دندان ها می باشد. اپلاینس های ثابت نسبت به متحرک نتایج درمانی بهتری دارند و بنابراین برای ارتودنتیست ها مطلوب تر هستند.(1) درمان ارتودنسی با اپلاینس های ثابت نیاز به استفاده از سیستم های ادهزیو برای چسباندن براکت ها و نگهدارنده ها به مینای دندان دارد. براکتهای ارتودنسی ثابت اپلاینسهای موقتی هستند که برای مدت زمان خاصی بسته به شدت مالاکلوژن با استفاده از سیستمهای ادهزیو به دندان باند میشوند و لازم است در پایان درمان خارج گردند.(2)

بیس فنول A که به اختصارBPA نامیده می شود یک ترکیب مصنوعی آلی با فرمول شیمیایی C15H16O2 متعلق به گروه دی فنیل متان و مشتقات آن و بیس فنول ها است که دارای دو گروه هیدروکسی فنول می باشد. این ماده یک جامد سفید رنگ است که در حلال های آلی قابل حل می باشد اما در آب حلالیت ضعیفی دارد. بیس فنول یک زنواستروژن با خواص هورمونی مشابه استروژن هرچند با اثرات خیلی ضعیف می باشد.(3-4)

BPA یک ماده شیمیایی می­باشد که به طور گسترده در ترکیبات آلی استفاده می­شود. استفاده از این ماده که برای تولید پلاستیک­های پلی­کربنات و اپوکسی رزین­ها استفاده می­شود، در سال­های اخیر بطور چشمگیری افزایش یافته است. در دندانپزشکی، BPA پیشساز مونومرهای BisGMA،BisDMA  وBisEMA  می­باشد که در سیلانت­های دندانی و ادهزیو رزین­ها یافت می­شود. تخریب این مواد می­تواند باعث رهایی BPA در محیط دهان شود که یک نگرانی کلینیکی است و می­تواند توسط تغییرات دما، تغییر در PH، فرسایش مکانیکی و عمل باکتری­ها و آنزیم­های بزاقی تشدید شود. اثرات این ماده روی طیف وسیعی از بافت­ها، ارگان­ها و سیستم­ها در مطالعات آزمایشگاهی و حیوانی­، همچنین در انسان­ها ثابت شده است. این ماده در بدن متابولیزه نمی­شود و از نظر بیولوژیکی فعال می­باشد و در خون انسان و بافت­ها قابل شناسایی است. مطالعات حیوانی حضور این ماده را در مایعات بدن شامل ادرار­، خون، مایع آمنیوتیک، بافت­های وابسته به جفت، شیر و بزاق نشان داده­اند.(5-8)

اکسپوژر به BPA می­تواند منجر به تخریب سیستم اندوکرین، استروژنیسیتی، اثرات پرولیفراتیو روی سلول­های سرطانی، نواقص کروموزومی در جنین، اثرات تراتوژنیک و کارسینوژنیک شود. BPA یک اخلال گر اندوکرینی اگزوژن است. به دلیل قابلیت عبور از طریق سد خونی-مغزی، شواهدی دال بر ارتباط قرار گرفتن در معرض BPA با عملکردهای نامناسب عصبی روانی، اختلالات عصبی رفتاری و بیماری های مخرب عصبی وجود دارد.(5، 7-10)

حد مجاز اکسپوژر به BPA برای انسان باید کمتر از 1 میکروگرم به ازای هر کیلوگرم در روز باشد و مقادیر بالاتر ممکن است منجر به اثرات مخرب ناخواسته روی سیستم اندوکرین شود. مطالعات بسیاری سمیت BPA را نشان داده­اند، اما هنوز آستانه دوز - پاسخ کاملاً روشنی وجود ندارد. اثرات سمی می­تواند در دوزهای خیلی پایین­تر از سطح بی­خطر تعیین شده نیز رخ دهد. بنابراین، بر اساس اصل پیشگیرانه اهمیت دارد که تا حد امکان اکسپوژر به مونومرها را کاهش دهیم.(6-9)

منبع این مونومرها در ارتودنسی می تواند رزین­های ادهزیو، براکت­های پلاستیکی، لیگاچورهای الاستومریک، چین­ها و ریتینرهای آکریلی ­باشد. در چندین مطالعه میزان BPA آزاد شده از رزین­های کامپوزیت در شرایط مختلف طی مرحله  باندینگ و دباندینگ گزارش شده است.(11-13)

Moreira و همکاران در سال 2016 به بررسی میزان BPA آزاد شده از کامپوزیت ارتودنسی در شرایط آزمایشگاهی و بالینی پرداختند. به این منظور، برای بخش آزمایشگاهی این مطالعه، از 5 کامپوزیت ارتودنسی Eagle Spectrum (American Orthodontics, Sheboygan, Wis)، Enlight (Ormco, Orange, Calif)،  Light Bond (Reliance Orthodontic Products, Itasca, Ill)،  Mono Lok II (Rocky Mountain Orthodontics, Denver, Colo) و  Transbond XT (3M Unitek, Monrovia, Calif) استفاده شد. نمونه ها برای مدت 30 دقیقه، 24 ساعت، 1 هفته و 1 ماه در محلول آب اتانول غوطه ور شدند و سپس میزان آزاد سازی BPA با توسط سیستم کروماتوگرافی گازی همراه با طیف سنجی جرمی اندازه گیری شد. 20 بیمار برای درمان ارتودنسی ثابت در مطالعه بالینی شرکت کردند. نمونه های بزاق و ادرار قبل از باندینگ براکت و سپس 30 دقیقه، 24 ساعت، 1 هفته و 1 ماه بعد جمع آوری شدند. نتایج نشان داد همه کامپوزیت‌های ارتودنسی مورد بررسی BPA را در شرایط آزمایشگاهی آزاد کردند. Enlight و Light Bond به ترتیب بیشترین و کمترین میزان انتشار BPA را در شرایط آزمایشگاهی داشتند. نتایج بالینی  نشان داد که Transbond XT باعث افزایش سطح BPA در بزاق و ادرار شد. سطوح آزادسازی BPA معنادار بود اما همچنان کمتر از دوز مرجع برای مصرف روزانه است.(14)

Manoj و همکاران در سال 2018 به بررسی سطوح BPA آزاد شده از رزین‌های کیور شده با نور و کیور شیمیایی مورد استفاده برای باندینگ براکت ارتودنسی پرداختند. نمونه بزاق در 5 دوره زمانی از 40 بیمار سالم تحت درمان ارتودنسی تهیه شد. دوره‌های جمع‌آوری درست قبل از باندینگ براکت‌های ارتودنسی، 30 دقیقه، 1 روز، 1 هفته و 1 ماه پس از باندینگ ارتودنسی بود. نمونه ها با روش کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا / طیف سنجی جرمی برای ارزیابی کمی سطوح BPA مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. نتایج این مطالعه بالینی، ادامه انتشار BPA را پس از باندینگ براکت‌ها به مدت 1 ماه، هرچند در مقادیر کمتر، تأیید کرد. انتشار در طول 30 دقیقه اولیه زیاد است، بنابراین لازم است اقداماتی برای کم کردن آن برای ایمنی بهتر بیمار ارائه شود.(15)

Jo و همکاران در سال 2022 به ارزیابی آزادسازی BPA از سیلانت ها تحت سه شرایط مختلف pH در طول زمان پرداختند. نمونه ها از جنس 6 سیلانت بودند. نمونه ها به مدت 10 دقیقه، 1 ساعت و 24 ساعت در محلول هایی با pH 3.0، 6.5 و 10.0 در دمای 37 درجه سانتیگراد غوطه ور شدند. انتشار BPA با استفاده از کروماتوگرافی گازی - طیف سنج جرمی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد قرار گرفتن مکرر در معرض pH پایین به دلیل مصرف نوشیدنی های مختلف پس از درمان سیلانت می تواند بر پایداری شیمیایی سیلانت در حفره دهان تأثیر منفی بگذارد.(16)

میزان BPA آزاد شده از رزین­های کامپوزیتی در شرایط مختلف طی مرحله باندینگ و دباندینگ در مطالعات آزمایشگاهی و بالینی بررسی و گزارش شده است. اما تا کنون مطالعه ای به بررسی تاثیر  pH بر میزان آزاد سازی BPA از کامپوزیت های ارتودنسی نپرداخته است.

1. میانگین بیس فنول A آزاد شده از سه  نوع کامپوزیت ارتودنسی در pH های مختلف متفاوت است.

تعیین و مقایسه میزان بیس فنول A آزاد شده از سه نوع کامپوزیت ارتودنسی در شرایط مختلف PH

1. تعیین و مقایسه میانگین بیس فنول A آزاد شده از سه نوع کامپوزیت ارتودنسی در pH های مختلف

استفاده از کامپوزیت با میزان آزادسازی کمتر بیس فنول A جهت پروسه باندینگ توسط متخصصین ارتودنسی

دندانپزشکان عمومی و متخصصین ارتودنسی، ترمیمی و مواد دندانی

بیس فنول A : یک ترکیب مصنوعی آلی با فرمول شیمیایی C15H16O2 متعلق به گروه دی فنیل متان و مشتقات آن و بیس فنول ها است که دارای دو گروه هیدروکسی فنول می باشد.(14)

سیستم کروماتوگرافی مایع / طیف سنجی جرمی: این دستگاه یک تکنیک در شیمی تجزیه­ای است که برای جداسازی، شناسایی و تعیین هر مولکول در مخلوط استفاده می­شود.(17)

تجربی آزمایشگاهی

معیار ورود: دیسک های کامپوزیتی که در ضخامت مورد نظر در مطالعه ساخته شدند.

معیار خروج: شامل نمونه هایی که دارای نقص در ساختار و ضخامت مورد نظر در مطالعه بودند .

برای تعیین حجم نمونه ، با توجه به اندازه گیری ها در سه  گروه ، باید میانگین و پراکندگی بیس فنول آزاد شده سه گروه در برآورد حجم نمونه لحاظ شود. برای این کار از فرمول متناسب با مقایسه میانگین سه  گروه که براساس منحنی عملکرد می باشد، استفاده شده است. با در نظر گرفتن سه گروه با میانگین های5 برای گروه اول، 6/10 برای گروه دوم، 8/8 برای گروه سوم،  توان آماری 96/0 ، سطح خطای 05/0 و انحراف معیار بدست آمده از مطالعات پیشین برابر 8/2، حجم نمونه 9 برای هر گروه بدست آمد. (16) (در مجموع 81آزمایش)

روش نمونه گیری در این تحقیق تصادفی خواهد بود

تشخیص BPA توسط کروماتوگرافی گازی و یک طیف سنج جرمی[1] آنالیز خواهد شد.

در این مطالعه تجربی آزمایشگاهی تعداد 81 دیسک کامپوزیتی با ابعاد 5 میلیمتر در 5 میلیمتر با ضخامت 1 میلیمتر بر اساس دستورالعمل کارخانه ساخته خواهد شد به طوری که 27 دیسک با کامپوزیت ارتودنسی گروه اول (Orthoconnect®, GC Orthodontics Europe GmbH, Breckerfeld, Germany)، 27 دیسک با کامپوزیت ارتودنسی گروه دوم (reliance,orthodontics,usa)، 27 دیسک با کامپوزیت ارتودنسی گروه سوم (super bond,orthodontics composite)  خواهد بود.

27 نمونه در هر گروه به طور تصادفی به 3 زیر گروه (A، B و C) تقسیم خواهند شد. نمونه های زیرگروه های A در محلول با pH=0.3 غوطه ور خواهند شد؛ در زیرگروه های B نمونه ها در محلول با pH=6.5 غوطه ور خواهند شد و نمونه های زیرگروه های C در محلول با pH=10.0 غوطه ور خواهند شد. (نمودار 1)

 جهت تهیه محلول با pH=0.3، اسید لاکتیک (CAS شماره 50-21-5) در آب مقطر حل خواهد گردید. برای تهیه محلول یا pH=10.0، محلول هیدروکسید سدیم (NaOH, CAS شماره 1310-73-2) در آب مقطر حل خواهد گردید. برای محلول با pH=6.5 از آب مقطر استریل استفاده خواهد شد که بلافاصله قبل از آزمایش باز شده و پس از بررسی PH مورد استفاده قرار خواهد گرفت. pH هر سه محلول ها استفاده از pHmeter (ORION™ Star A211, Thermo Scientific, Waltham, MA, USA) ارزیابی خواهد شد. همچنین از pH buffer (Thermo Scientific™ Orion™ pH 4.01, 7.00, 10.01) جهت کالیبره کردن دستگاه pHmeter استفاده خواهد شد.

در این مرحله، نمونه ها به طور کامل در 2 میلی لیتر حلال مورد نظر داخل لوله مخروطی 15 میلی لیتری غوطه ور خواهند شد. سپس در یک incubator shaker در دمای 37 درجه سانتیگراد برای 24 ساعت غوطه ور خواهند شد. بلافاصله پس از زمان غوطه وری، نمونه ها از لوله مخروطی خارج خواهند شد، در فریزر سرد خواهند شد و سپس با استفاده از freeze dryer (Ilshin Lab Co., Ltd., Yangju-si, Korea) به مدت بیش از 12 ساعت در حالت انجمادی خشک خواهند شد. تشخیص BPA توسط GCMS آنالیز خواهد شد. در نهایت، 2 میلی لیتر متانول خالص (99.99٪) در لوله های مخروطی برای تجزیه و تحلیل GCMS مخلوط خواهد شد. این محلول ها به ویال های 1.5 میلی لیتری (Agilent، Palo Alto، CA، USA) منتقل می شوند و توسط GCMS استفاده خواهد شد.

 ابتدا وزن مولکولی BPA با انجام یک تجزیه و تحلیل کیفی استانداردها (SCAN) مطابق با چهار غلظت استاندارد BPA (10، 20، 50، 100 ppm) تایید خواهد شد. سپس، برای ارزیابی میزان BPA شناسایی‌شده برای هر نمونه، آنالیز کمی، یعنی انتخاب و اندازه‌گیری یون‌های خاص (مانیتورینگ یون انتخاب شده، SIM) انجام خواهد شد. ماده استاندارد BPA با مخلوط کردن 1 گرم BPA  (CAS: 80-05-7) و 1000 mg/L متانول (99.99%) و سپس رقیق کردن آن به مقدار 10، 20، 50 و 100 ppm تهیه خواهند شد. این محلول ها در دمای 18 درجه سانتیگراد نگهداری خواهند شد. پس از اندازه گیری GCMS نمونه ها، کالیبراسیون بر اساس غلظت استاندارد انجام خواهد شد تا داده های تشخیص دقیق BPA به دست آید. توابع کالیبراسیون حاصل دارای ضرایب همبستگی (R2) از 0.998 تا 1.000 خواهد بود.

داده ­ها توسط نرم­ افزار SPSS نسخه 26 تجزیه و تحلیل خواهند شد. نتایج به صورت میانگین ± انحراف معیار گزارش خواهند شد. جهت بررسی نرمال بودن توزیع متغیر میزان بیس فنول A از آزمون شاپیرو-ویلک استفاده خواهند شد. در صورت نرمال بودن توزیع داده ها از آزمون two-way ANOVA  استفاده خواهد شد و در صورت غیر نرمال بودن توزیع داده ها از معادل های ناپارامتریک استفاده خواهد شد. سطح معناداری 05/0% در نظر گرفته خواهد شد.

جدول 1 - تعیین و مقایسه میزان بیس فنول A آزاد شده از سه نوع کامپوزیت ارتودنسی در شرایط مختلف آزمایشگاهی

کدهای دفترچه آزمودنی انسانی در خصوص نحوه انتشار مقاله رعایت می گردد. 

28-29-30-31

عدم بررسی تمام کامپوزیت های قابل استفاده در پروسه باندینگ ارتودنسی/

بررسی سایر کامپوزیت های موجود در مطالعات آینده

ارتودونتیکس؛ بیومتریال دندانپزشکی؛ اسیدیته؛ بیس فنول A

Orthodontics; Dental Biomaterials; pH; Bisphenol A

1. Millett DT, Mandall NA, Mattick RC, Hickman J, Glenny AM. Adhesives for bonded molar tubes during fixed brace treatment. Cochrane Database of Systematic Reviews. 2017(2).
2. Malkiewicz K, Turlo J, Marciniuk-Kluska A, Grzech-Lesniak K, Gasior M, Kluska M. Release of bisphenol A and its derivatives from orthodontic adhesive systems available on the European market as a potential health risk factor. Annals of Agricultural and Environmental Medicine. 2015;22(1).
3. Fiege H, Voges HW, Hamamoto T, Umemura S, Iwata T, Miki H, et al. Phenol derivatives. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. 2000.
4. Egan M. Sarah A. Vogel. Is It Safe? BPA and the Struggle to Define the Safety of Chemicals. xxi+ 304 pp., illus., index. Berkeley: University of California Press, 2013. 2014.
5. Eliades T. Bisphenol A and orthodontics: An update of evidence-based measures to minimize exposure for the orthodontic team and patients. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 2017 Oct 1;152(4):435-41.
6. Hassan R, Aslam Khan MU, Abdullah AM, Abd Razak SI. A review on current trends of polymers in orthodontics: BPA-free and smart materials. Polymers. 2021 Apr 27;13(9):1409.
7. Deviot M, Lachaise I, Högg C, Durner J, Reichl FX, Attal JP, Dursun E. Bisphenol A release from an orthodontic resin composite: A GC/MS and LC/MS study. Dental Materials. 2018 Feb 1;34(2):341-54.
8. Sabour A, El Helou M, Roger-Leroi V, Bauer C. Release and toxicity of bisphenol-A (BPA) contained in orthodontic adhesives: A systematic review. International Orthodontics. 2021 Mar 1;19(1):1-4.
9. Bagley BD, Smith JN, Teeguarden JG. Risk assessment of predicted serum concentrations of bisphenol A in children and adults following treatment with dental composite restoratives, dental sealants, or orthodontic adhesives using physiologically based pharmacokinetic modeling. Regulatory Toxicology and Pharmacology. 2021 Mar 1;120:104839.
10. Katras S, Ma D, al Dayeh A, Tipton D. Bisphenol A release from orthodontic clear aligners: an in-vitro study. Recent Progress in Materials. 2021 Aug;3(3):1-3.
11. Pelourde C, Bationo R, Boileau MJ, Colat-Parros J, Jordana F. Monomer release from orthodontic retentions: An in vitro study. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 2018 Feb 1;153(2):248-54.
12. El Idrissi I, Bouchafra H, Zaoui F, Cheikh A, Faouzi MA, Bahije L. Assessment of Bisphenol A Release by Orthodontic Aligners: In Vitro Study. Integrative Journal of Medical Sciences. 2020 Nov 26;7.
13. Arslan B, Yıldırım E, Bodur OC, Tuncer BB, Ulusoy MÇ, Tuncer C. Effects of Tooth Brushing and MouthWashing on Leaching Bisphenol A Levels From an Orthodontic Adhesive: An In Vitro Study. Turkish Journal of Orthodontics. 2022 Mar;35(1):27.
14. Moreira MR, Matos LG, de Souza ID, Brigante TA, Queiroz ME, Romano FL, Nelson-Filho P, Matsumoto MA. Bisphenol A release from orthodontic adhesives measured in vitro and in vivo with gas chromatography. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 2017 Mar 1;151(3):477-83.
15. Manoj MK, Ramakrishnan R, Babjee S, Nasim R. High-performance liquid chromatography analysis of salivary bisphenol A levels from light-cured and chemically cured orthodontic adhesives. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 2018;154(6):803-8.
16. Jo ED, Lee SB, Kang CM, Kim KM, Kwon JS. Release of bisphenol a from pit and fissure sealants according to different pH conditions. Polymers. 2021 Dec 23;14(1):37-43.

طرح مربوطه فاقد پرسشنامه می باشد