Améliorer les propriétés mécaniques et fournir un potentiel bioactif pour les composites de résine dentaire hybride oxyde de graphène/montmorillonite

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 10259 (2022) Citer cet article

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Cette étude in vitro a synthétisé des nanoparticules composites hybrides d'oxyde de graphène (GO) et de montmorillonite MMt (GO-MMt) par traitements par ultrasons. Les échantillons ont été caractérisés par diffraction des rayons X, FT-Raman, FTIR, TEM et SEM. L'effet de leur incorporation (0,3% et 0,5%) sur les propriétés mécaniques dans un composite à base de résine (RBC) et leur potentiel de bioactivité ont été évalués. Les échantillons ont été caractérisés en évaluant leur résistance à la flexion en 3 points (n = 6), leur module d'élasticité (n = 6), leur degré de conversion (n = 6), leur microdureté (n = 6), leur angle de contact (n = 3). et analyse SEM (n = 3). Des tests in vitro en SBF ont été réalisés sur les globules rouges modifiés par l'hybride. Dans l’ensemble, le composite hybride synthétisé a démontré que GO était intercalé avec MMt, montrant ainsi un composé plus stable. Les tests ANOVA et Tukey ont montré que RBC + 0,3 % GO-MMt présentaient des valeurs supérieures de résistance à la flexion, suivis par RBC + 0,5 % GO-MMt (p < 0,05) et que les deux matériaux présentaient des valeurs de microdureté plus élevées. Tous les groupes présentaient un angle de contact inférieur à 90°, caractérisant les matériaux hydrophiles. Les globules rouges modifiés par l'hybride présentaient des dépôts de Ca et de P après 14 jours dans le SBF. En conclusion, les globules rouges composés de l’hybride ont montré des résultats prometteurs en termes de propriétés mécaniques et de potentiel bioactif, étendant ainsi l’application du GO aux matériaux dentaires.

Au fil des années, plusieurs domaines de l’ingénierie ont combiné différentes propriétés des matériaux pour offrir des propriétés améliorées à une application. Une telle stratégie a été extrapolée au domaine biomédical pour améliorer les propriétés, telles que la résistance, la biocompatibilité, la bioactivité et l'esthétique, afin de répondre aux demandes des patients. Puisqu’un seul matériau possédant toutes les propriétés ci-dessus n’est pas pratique, le développement de composites hybrides améliore les performances des composants individuels1. Les charges dans un composite agissent comme renfort et améliorent les propriétés mécaniques ou la bioactivité d'un matériau2.

En dentisterie, les propriétés mécaniques des composites à base de résine (RBC) ont été constamment améliorées car elles sont liées à leur application clinique et à la longévité de la restauration. Même si l'incorporation de nanostructures améliore les propriétés mécaniques des globules rouges, la popularité des globules rouges est due à toutes leurs caractéristiques, à savoir leur biocompatibilité et leurs propriétés esthétiques et mécaniques3,4. Le développement de globules rouges bioactifs a également été étudié car ils pourraient prévenir les caries secondaires, reconnues comme l'une des principales causes d'échec des restaurations avec des composites de résine5. Par conséquent, la synthèse d’un composite hybride regroupant toutes ces propriétés serait hautement souhaitable et améliorerait leurs performances cliniques.

Préparé avec succès par Geim et Novoselov en 20046, le graphène, un allotrope du carbone, présente des propriétés physiques remarquables, telles que la conductivité et la stabilité mécanique7, un allongement élevé et une faible densité, qui en font le candidat idéal pour développer la prochaine génération de composites polymères8. . L'oxyde de graphène (GO) est un matériau biocompatible dérivé du graphène modifié par des groupes contenant de l'oxygène qui peut être incorporé en toute sécurité dans des échafaudages ou des nanocomposites pour améliorer ses propriétés mécaniques pour des applications biomédicales. Le puissant mécanisme d’action antimicrobienne du GO a également été mis en évidence : le GO perturbe mécaniquement les membranes bactériennes, entraînant la mort cellulaire, et agit même comme une plate-forme pour l’administration sûre de médicaments antimicrobiens entre les rendez-vous9,10. De plus, il est bien connu que les particules GO présentent la capacité d'induire une ostéogenèse des cellules souches similaire à celle de la protéine morphogénique osseuse (BMP-2) et d'autres matériaux inorganiques bioactifs, tels que l'hydroxyapatite, qui favorise la nucléation et la cristallisation pour la croissance rapide de l'hydroxyapatite. rapport calcium-phosphate élevé dans des conditions biomimétiques11.