The Impact of Incorporating Silicon Dioxide Nanoparticle Fillers into Polymethyl Methacrylate Denture Base Material on Flexural Strength

Abstract

Several previous studies have incorporated NPs-SiO2 at various concentration percentages in heat-cure PMMA to increase the mechanical properties of the denture base. Many researchers found out that adding NPs-SiO2 at low concentrations has shown enhancements in mechanical properties compared to higher concentrations percentages. This study was conducted to examine the impact of adding Silicon Dioxide as a nanoparticle filler at diver’s concentrations in heat-cured PMMA denture bases on flexural strength. Fifty specimens with dimensions (65 x 10 x 2.5 mm3) were fabricated from heat-cure-PMMA, and then specimens were divided into 5 groups according to different concentrations of NPs-SiO2. Each group consisted of 10 specimens. Moreover, 10 samples were prepared as a control group without any additives of NPs-SiO2 to PMMA. Three-point bending test was carried out using a universal testing machine to measure the flexural strength of specimens. Data analyses were conducted through analysis of variance and Tukey’s post hoc test (α = 0.05). The one-way ANOVA showed that there were statistically significant differences among groups (p<0.05). The highest flexural strength value was observed for the group (S1), with concentrations 0.5% by weight of NPs-SiO2 into PMMA. The control group showed a lower value of flexural strength than other groups. Low concentration percentages of NPs-SiO2 added to PMMA could increase the flexural strength of the PMMA denture base. According to the current investigation, 0.5% was the optimal concentration percentage for adding NPs-SiO2 to PMMA while maintaining an appropriate flexural strength value.

قامت العديد من الدراسات السابقة إضافة جسيمات نانوية بتراكيز مختلفة من ثاني أكسيد السيليكون كمادة حشو مع راتنج بي إم إم أي المعالج بالحرارة لتصنيع قاعدة طقم الأسنان، بهدف تحسين خواصه الميكانيكية. كما أظهرت نتائج العديد من الدراسات، أن إضافة جسيمات الحشو النانوية منخفضة التركيز من ثاني أكسيد السيليكون تؤدي إلى تحسن ملحوظ في الخواص الميكانيكية لمادة الراتنج بي إم إم أي مقارنة بالتراكيز الأعلى. هدفت هذه الدراسة إلى فحص تأثير إضافة جسيمات الحشو النانوية من ثاني أكسيد السيليكون بتراكيز مختلفة إلى مادة راتنج بي إم إم أي المستخدمة في صناعة قواعد أطقم الأسنان المعالجة بالحرارة، على قوة الانثناء. حيث تم تحضير 50 عينة بأبعاد (65 × 10 × 2.5 مم³) من مادة راتنج بي إم إم أي المعالجة بالحرارة، وتم تقسيم العينات إلى خمس مجموعات حسب التراكيز المختلفة لجسيمات الحشو النانوية من ثاني أكسيد السيليكون. كل مجموعة اشتملت على 10 عينات، بالإضافة إلى 10 عينات كمجموعة ضابطة خالية من أي إضافات من ثاني أكسيد السيليكون. تم إجراء اختبار الانحناء ثلاثي النقاط لقياس قوة الانثناء للعينات. كما تم تحليل البيانات إحصائيا باستخدام تحليل التباين واختبار Tukey's post hoc (α = 0.05). أظهر تحليل التباين الأحادي (ANOVA) وجود فروق ذات دلالة إحصائية بين المجموعات (P<0.05) وسجلت أعلى قيمة لقوة الانثناء في المجموعة (S1) التي تحتوي على تركيز 0.5% من جسيمات الحشو النانوية من ثاني أكسيد السيليكون المضافة إلى راتنج بي إم إم أي. في المقابل، أظهرت المجموعة الضابطة قيمة أقل لقوة الانثناء مقارنة بالمجموعات الأخرى. تشير النتائج إلى أن النسب المئوية المنخفضة من جسيمات الحشو النانوية من ثاني أكسيد السيليكون يمكن أن تحسن قوة الانثناء لقاعدة طقم الأسنان المصنوعة من راتنج بي إم إم أي. ووفقاً للبحث الحالي، فإن النسبة المثلى لتركيز الجسيمات الحشو النانوية من ثاني أكسيد السيليكون كانت 0.5%، حيث تحققت عندها قيمة قوة انحناء مناسبة