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Clin Oral Investig.2024 Oct;28(11):578.

Bis-GMAをバイオベースのトリメタクリレートに置き換えた場合の実験用樹脂複合材料の物理化学的および機械的特性への影響

Effect of replacing Bis-GMA with a biobased trimethacrylate on the physicochemical and mechanical properties of experimental resin composites.

PMID: 39377827

抄録

目的:

カシューナッツ殻液由来のカルダノールトリメタクリレートモノマー(CTMA)をBis-GMAの代替としてアクリル樹脂に配合し、実験用樹脂組成物の物理化学的および機械的特性に及ぼす影響を分析すること。

OBJECTIVES: To analyze the incorporation of cardanol trimethacrylate monomer (CTMA), derived from the cashew nut shell liquid, as a substitute for Bis-GMA in acrylic resins formulations and its effect on experimental resin composites' physicochemical and mechanical properties.

材料と方法:

中間体であるカルダノールエポキシをカルダノールエポキシ化により合成し、次いで無水メタクリル酸無溶媒エステル化によりCTMAを合成した。実験用樹脂複合材料は、Bis-GMA/TEGDMA(50/50 wt%)(コントロール)からなる有機マトリックスで調合した。CTMAは、Bis-GMAの異なる割合(10 wt %(CTMA-10)、20 wt %(CTMA-20)、40 wt %(CTMA-40)、50 wt %(CTMA-50)を置き換えるように徐々に添加した。複合材料の特性は、転化度、水の収着と溶解度、粘度、熱重量分析、動的機械分析、曲げ強さ、弾性率で評価した。データは一元配置分散分析(ANOVA)とTukeyのポストホック検定(α=0.05)で分析した。ただし、吸水率データはKruskall-WallisとDunnの方法で分析した。

MATERIALS AND METHODS: The intermediary cardanol epoxy was synthesized via cardanol epoxidation, followed by the synthesis of CTMA through methacrylic anhydride solvent-free esterification. Experimental resin composites were formulated with an organic matrix composed of Bis-GMA/TEGDMA (50/50 wt %) (control). CTMA was gradually added to replace different proportions of Bis-GMA: 10 wt % (CTMA-10), 20 wt % (CTMA-20), 40 wt % (CTMA-40), and 50 wt % (CTMA-50). The composites were characterized by degree of conversion, water sorption and solubility, viscosity, thermogravimetric analysis, dynamic mechanical analysis, flexural strength and elastic modulus. Data were analyzed with one-way ANOVA and Tukey's post-hoc test (α = 0.05), except for water sorption data, which were analyzed by Kruskall-Wallis and Dunn's method.

結果:

CTMAをベースとした複合材料とコントロールの複合材料は、転化率、曲げ強さ、弾性率に関して統計的に有意な差は見られなかった。CTMAはBis-GMAベースの複合材料と比較して粘度と溶解度を低下させた。CTMA-40およびCTMA-50は、コントロールと比較して有意に低い水分収着性を示した。また、口腔内で安全に使用できる熱安定性と粘弾性特性が得られた。

RESULTS: CTMA-based and control composites did not show statistically significant differences regarding degree of conversion, flexural strength and elastic modulus. CTMA reduced the viscosity and solubility compared to the Bis-GMA-based composite. The CTMA-40 and CTMA-50 exhibited significantly lower water sorption compared to the control. Also, acceptable thermal stability and viscoelastic properties were obtained for safe use in the oral cavity.

結論:

CTMAを複合材料に配合することにより、Bis-GMAをベースとした材料と同様の化学的および機械的特性が得られ、同時に粘度、水収着性および溶解性が低下した。

CONCLUSIONS: Incorporating CTMA into composites resulted in similar chemical and mechanical properties compared to Bis-GMA-based material while reducing viscosity, water sorption and solubility.

臨床的関連性:

CTMAは、樹脂複合材料においてBis-GMAに代わるトリメタクリレートモノマーとして使用でき、それによりBPA曝露を最小限に抑えることができる。

CLINICAL RELEVANCE: CTMA could be used as a trimethacrylate monomer replacing Bis-GMA in resin composites, thereby minimizing BPA exposure.