歯科矯正用舌側リテーナー接着剤へのグラフェン添加の光学的効果

Optical effects of graphene addition on adhesives for orthodontic lingual retainers.

抄録

本研究の目的は、歯列矯正用固定リテーナー接着剤にグラフェンを高濃度で添加した場合の色調への影響を明らかにすること、および光硬化時の光透過率の変化とその結果生じる変換の程度を評価することである。固定式リテーナーに一般的に使用されている2種類の接着剤を調査した：パッカブルコンポジット（Transbond）とフローラブルコンポジット（Transbond Supreme）である。接着剤にグラフェンを3種類の濃度（0.01、0.05、0.1wt%）で添加した。グラフェンを添加していない接着剤を対照群とした。色と透光性の測定には、ミノルタ色差計を使用した。硬化中に透過した放射照度は、MARC Light Collectorを用いて定量化した。フーリエ変換赤外分光法を用いて変換度を記録した。データは、Studentのt検定およびTukeyの検定（α=0.05）を用いた一元配置分散分析により統計的に分析した。その結果、グラフェンを配合すると接着剤の色が著しく濃くなり、透光性が低下することがわかった。グラフェン濃度が0.1wt%に達すると、サンプルは不透明になった。グラフェンの添加は舌側リテーナー接着剤の光透過性を低下させるが、その影響はグラフェン濃度とともに増大する。

The objective of this study was to determine the effects on the colour of adding increasing concentrations of graphene to orthodontic fixed retainer adhesives and to evaluate changes in optical transmission during light curing and the resultant degree of conversion. Two different types of adhesives commonly used for fixed retainers were investigated: A packable composite (Transbond) and a flowable composite (Transbond Supreme). Graphene was added to the adhesives in three different concentrations (0.01, 0.05, and 0.1 wt%). Adhesives without graphene addition were set as control groups. A Minolta colourimeter was used to measure the colour and translucency parameters. Irradiance transmitted during curing was quantified using MARC Light Collector. Fourier-transform infrared spectroscopy was used to record degree of conversion. Data were statistically analysed with the Student's t-test and one-way ANOVA with Tukey's tests (α = 0.05). The findings showed that incorporating graphene darkened the adhesive colour significantly and reduced translucency. As the graphene concentration reached 0.1 wt%, samples became opaque; yet, no adverse effect on degree of conversion was observed. The addition of graphene reduces optical transmission of lingual retainer adhesives; the effect increases with graphene concentration.