Effect of non-thermal plasma treatment on the bonding property of Bio-HPP post and core materials

जब दांत अंदर से बहुत गहरा क्षतिग्रस्त हो जाता है, जिससे क्राउन (मुकुट) को थामने के लिए प्राकृतिक संरचना बहुत कम रह जाती है, तो दंत चिकित्सक अक्सर इसे एक एंकर के रूप में कार्य करने के लिए जड़ में एक पोस्ट (खूँटा) डाल देते हैं। दशकों तक, धातु के पोस्ट मानक थे, लेकिन वे सख्त होते हैं और कभी-कभी दांत को तोड़ सकते हैं क्योंकि वे प्राकृतिक हड्डी की तरह मुड़ते नहीं हैं। एक नया विकल्प, जो सूक्ष्म सिरेमिक कणों से सुदृढ़ एक उच्च-प्रदर्शन पॉलीमर से बना है, एक अधिक लचीला समाधान प्रदान करता है जो दांत की प्राकृतिक गति की नकल करता है। हालांकि, यह सामग्री रासायनिक रूप से अक्रिय और चिकनी है, जो इसे दांत से सुरक्षित रूप से चिपकाने के लिए अत्यंत कठिन बना देती है। यदि बॉन्ड विफल हो जाता है, तो पूरा रेस्टोरेशन ढीला हो सकता है या निकल सकता है। चुनौती, फिर, इस चिकनी, आधुनिक सामग्री को बिना नुकसान पहुँचाए या रोगी को चोट पहुँचाने वाले कठोर रसायनों का उपयोग किए बिना मजबूती से चिपकाने का तरीका खोजने की है।

शोधकर्ताओं ने गैर-तापीय प्लाज्मा उपचार (non-thermal plasma treatment) नामक तकनीक का परीक्षण करके इसे हल करने का प्रयास किया। एक अदृश्य ऊर्जा की किरण की कल्पना करें जो गर्मी उत्पन्न किए बिना सतह को साफ और रासायनिक रूप से बदल सकती है। इस ऊर्जा अवस्था में विभिन्न प्रकार की गैसों के साथ पॉलीमर पोस्ट की सतह पर प्रहार करके, टीम को उम्मीद थी कि वे एक ऐसी सतह बना पाएंगे जिस पर रेजिन सीमेंट मजबूती से पकड़ बना सके। उन्होंने तीन विशिष्ट गैसों का परीक्षण किया: साधारण हवा, शुद्ध ऑक्सीजन और नाइट्रोजन। लक्ष्य यह देखना था कि क्या यह प्रक्रिया पोस्ट की चिकनी, नॉन-स्टिक सतह को ऐसी चीज़ में बदल सकती है जिसे गोंद मजबूती से पकड़ सके, और यह निर्धारित करना कि कौन सी गैस सबसे अच्छा काम करती है।

उत्तर खोजने के लिए, टीम ने चालीस मानव दांतों को लिया जिन्हें अन्य कारणों से निकाला गया था और उन्हें पोस्ट प्राप्त करने के लिए तैयार किया। उन्होंने एक कंप्यूटर का उपयोग करके पॉलीमर सामग्री के ब्लॉकों से चालीस कस्टम पोस्ट डिजाइन और मिल (mill) किए, यह सुनिश्चित करते हुए कि प्रत्येक एक तैयार स्थान में पूरी तरह फिट हो। इन पोस्टों को चार समूहों में विभाजित किया गया। एक समूह को बिना किसी उपचार के छोड़ दिया गया, जो एक बेसलाइन के रूप में कार्य करता था। अन्य तीन समूहों को प्लाज्मा डिवाइस का उपयोग करके एक गैस के साथ उपचारित किया गया। सतहों को उपचारित करने के बाद, शोधकर्ताओं ने पोस्ट को दांतों में एक मानक डेंटल ग्लू का उपयोग करके सीमेंट किया और सब कुछ सेट होने के लिए एक सप्ताह तक प्रतीक्षा की। फिर उन्होंने पोस्ट को बाहर धकेलने के लिए कितनी शक्ति की आवश्यकता थी, यह मापने के लिए दांतों को पतले सेक्शन में काटा।

परिणाम स्पष्ट और निर्णायक थे। अनुपचारित पोस्ट लगभग 8.00 मेगापास्कल (एक दबाव का माप) के औसत बल के साथ टिके रहे। जिस भी समूह को प्लाज्मा उपचार मिला था, वे काफी बेहतर तरीके से टिके रहे। हवा या ऑक्सीजन से उपचारित पोस्टों को विस्थापित करने के लिए क्रमशः लगभग 13.35 और 13.42 मेगापास्कल की आवश्यकता थी। हालांकि, नाइट्रोजन गैस से उपचारित पोस्टों ने सबसे अच्छा प्रदर्शन किया, जिन्हें बॉन्ड तोड़ने के लिए औसतन 18.19 मेगापास्कल के बल की आवश्यकता थी। इसका मतलब है कि नाइट्रोजन उपचार ने पोस्ट को अनुपचारित वाले की तुलना में लगभग दोगुना मजबूत बना दिया। शोधकर्ताओं ने यह भी पाया कि पोस्ट का स्थान मायने रखता था; बॉन्ड दांत के ऊपरी हिस्से के पास सबसे मजबूत था और जैसे-जैसे पोस्ट जड़ के सिरे की ओर गहराई में गया, वह कमजोर होता गया, चाहे जो भी उपचार उपयोग किया गया हो।

शक्तिशाली सूक्ष्मदर्शी के नीचे सामग्रियों की सतह को करीब से देखने पर पता चला कि उपचार ने इतना अच्छा काम क्यों किया। अनुपचारित पोस्टों की सतह अपेक्षाकृत चिकनी थी जिसमें पॉलिशिंग के कुछ निशान थे। हालांकि, प्लाज्मा-उपचारित पोस्टों ने छोटे गड्ढे और एक साफ सतह दिखाई, जो संकेत देती है कि ऊर्जा ने सूक्ष्म परतों को खुरच दिया था। रासायनिक विश्लेषण ने दिखाया कि उपचार ने सतह की संरचना को बदल दिया था, जिसमें ऑक्सीजन और नाइट्रोजन परमाणुओं को जोड़ा गया और कुछ कार्बन को हटाया गया। इस रासायनिक बदलाव ने सतह पर नए, ध्रुवीय समूह (polar groups) बनाए जो गोंद के साथ अधिक मजबूती से परस्पर क्रिया कर सकते थे। हालांकि सभी गैसों ने सतह में सुधार किया, लेकिन नाइट्रोजन उपचार ने एक विशिष्ट प्रकार के रासायनिक समूह का निर्माण किया जो विशेष रूप से मजबूत संबंध बनाने में सक्षम था, जो यह समझाता है कि इसने दूसरों की तुलना में बेहतर प्रदर्शन क्यों किया।

अध्ययन ने यह भी जांचा कि जब उन्हें अलग करने के लिए धकेला गया तो सामग्रियां कैसे विफल हुईं। अनुपचारित समूह में, गोंद बस पोस्ट से फिसल गया, जो दोनों के बीच एक कमजोर बॉन्ड का संकेत देता है। उपचारित समूहों में, विफलता आमतौर पर गोंद और दांत के बीच हुई, न कि गोंद और पोस्ट के बीच। यह बदलाव एक महत्वपूर्ण सफलता का संकेत है; इसका अर्थ है कि पोस्ट और गोंद के बीच का बॉन्ड इतना मजबूत हो गया कि पूरे सिस्टम में सबसे कमजोर बिंदु सामग्री इंटरफेस के बजाय दांत की संरचना बन गया। यह सुझाव देता है कि प्लाज्मा उपचार ने पॉलीमर के लिए आसंजन (adhesion) की समस्या को सफलतापूर्वक हल कर दिया है, जिससे यह इसे डेंटल रेस्टोरेशन के लिए एक बहुत अधिक व्यवहार्य विकल्प बनाता है।

हालांकि अध्ययन एक नियंत्रित प्रयोगशाला सेटिंग में किया गया था और इसमें यह परीक्षण नहीं किया गया था कि ये बॉन्ड वर्षों तक चबाने या तापमान परिवर्तन के दौरान कैसे टिकेंगे, फिर भी निष्कर्ष एक आशाजनक मार्ग प्रदान करते हैं। यह शोध प्रदर्शित करता है कि गैर-तापीय प्लाज्मा, विशेष रूप से नाइट्रोजन गैस के साथ, इन उन्नत पॉलीमर पोस्ट को बॉडिंग के लिए प्रभावी ढंग से तैयार कर सकता है। एक कठिन रूप से चिपकने वाली सामग्री को मजबूती से पकड़ बनाने वाली सामग्री में बदलकर, यह तकनीक दंत चिकित्सकों को इन लचीले, दांत के अनुकूल पोस्ट का अधिक विश्वास के साथ उपयोग करने में मदद कर सकती है, जिससे संभावित रूप से जड़ टूटने के जोखिम को कम किया जा सकता है और दंत मरम्मत की दीर्घायु में सुधार किया जा सकता है।