Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of the structure and hydrothermal conditions on the strength of polymer-ceramic composites

Walczak Agata, Niewczas A. M., Pieniak D., Rogula-Kozłowska Wioletta, Kordos P., Przystupa Krzysztof, Popovych V.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2023

|

Vol. 121, nr 2

327--340

EN

The properties of polymer composites depend on their structures. Good initial properties are often not enough because they change under environmental conditions. Thus, studies of functional properties should provide information about their initial properties and behaviour under operating conditions. The study aimed to determine the effect of the structure of dental composites and the environmental hydrothermal conditions on their mechanical strength. Design/methodology/approach Light-cured polymer matrix ceramic composites (LC PMCCs) were investigated. Commercially available composites and experimental materials with different filler particle contents were tested. Compressive strength, three-point and biaxial flexural strength tests were carried out. The tests were performed using composites without a load history, exposed to a moist environment and hydrothermal ageing. Findings In most cases, changes in compressive strength under the effect of the moist environment and hydrothermal ageing were non-significant. Compressive and three-point flexural strength values obtained for universal-type materials were higher than those obtained for flow-type composites. In contrast, higher values of biaxial flexural strength characterised the latter. Hydrothermal ageing caused the greatest decrease (approx. 60%) in the three-point flexural strength of universal-type composites. The strength degradation of flow-type materials was about 40%. Research limitations/implications It is unknown whether the effects of fatigue due to mechanical and hydro-thermal loads are additive, i.e., whether the principle of superposition applies in the case of combined action of these loads or whether a synergy phenomenon occurs. In the next stages, experiments can be carried out involving the simultaneous operation of both types of force. Practical implications The issue of durability is well established in the field of machine operation and, to a lesser extent, in relation to medical devices. Understanding the importance of the durability of medical facilities is not common. This interdisciplinary project may contribute to the dissemination of knowledge in this field. Originality/value Based on the obtained test results, it should be concluded that the based on the change in the elastic modulus.

2

Laboratory studies of the influence of thermal cycling on anti-wear properties of composites used in biotribological friction PAIRS

Walczak A., Pieniak D., Niewczas A. M., Gil L.

Tribologia

|

2018

|

nr 4

143--149

EN

This paper presents the problems associated with changes in resistance to the tribological wear of light-cured polymer matrix ceramic composites (LC PMCCs) used in conservative dentistry and in dental prosthetics (fillings of carious cavities, dental bridges, structural reinforcements of the dental arch). Wear resistance of the surface layer of PMCCs depends on the time of exposure to the conditions of the oral environment, such as alternating temperatures and the exposure to liquids. The aim of the study was to assess changes in the mechanical properties of the surface layer under thermal cycling in liquid. Indentation hardness tests and scratch tests were performed before and after conditioning. Conditioning included 10,000 cycles of step temperature changes (10–70°C). The results of the scratch tests showed that universal composites that had relatively high filler contents were more resistant to scratching than flow type composites with lower filler contents. It was found that cyclic changes in ambient temperature reduced the wear resistance of universal composites but improved the resistance of flow type composites. In addition, in the case of flow type composites, the hardness of the surface layer was also increased.

PL

W pracy zaprezentowano problematykę zmian odporności na zużycie tribologiczne światłoutwardzalnych kompozytów polimerowo-ceramicznych (LC PMCCs–light-cured polymer matrix ceramic composites) stosowanych w stomatologii zachowawczej oraz w protetyce stomatologicznej (wypełnienia ubytków próchnicowych w zębach, mosty stomatologiczne, wzmocnienia konstrukcyjne łuku zębowego). Odporność na zużycie warstwy wierzchniej PMCCs jest cechą zależną od czasu oddziaływania środowiska jamy ustnej, między innymi zmiennej temperatury i obecności płynów. Celem pracy była ocena zmian właściwości mechanicznych warstwy wierzchniej ze względu na cykliczne oddziaływanie płynów o zmiennej temperaturze. Badano twardość indentacyjną i ślad zarysowania przed i po kondycjonowaniu. Kondycjonowanie obejmowało 10 tys. cykli skokowej zmiany temperatury (10–70°C). Wyniki testu zarysowania wykazały, że materiały typu uniwersalnego o względnie dużej zawartości wypełniacza są bardziej odporne na zarysowania niż materiały typu flow o mniejszej zawartości wypełniacza. Stwierdzono, że cykliczne zmiany temperatury otoczenia zmniejszają odporność na zużycie kompozytów uniwersalnych, natomiast poprawiają odporność kompozytów typu flow. Ponadto w przypadku kompozytów typu flow obserwowano umocnienie warstwy wierzchniej polegające na wzroście twardości.

3

Influence of fibre reinforcement on selected mechanical properties of dental composites

Niewczas A. M., Zamościńska J., Krzyżak A., Pieniak D., Walczak A., Bartnik G.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2017

|

Vol. 19, no. 2

3--10

EN

For splinting or designing adhesive bridges, reconstructive composite structures with increased mechanical properties owing to embedded reinforcement fibres are used. The aim of this article was to determine the influence of glass and aramid fibres on the mechanical strength of composites reinforced with these fibres. Methods: Two polymer-ceramic microhybrid materials: Boston and Herculite were tested. Three types of reinforcement fibres were used: aramid (Podwiązka) with a single layer weave, a single layer weave glass fibre (FSO) and triple layer weave glass fibre (FSO evo). Tests were conducted in accordance with the requirements of ISO 4049:2009. The following material types were chosen for research: Boston, Boston + Podwiązka, Herculite, Herculite + Podwiązka, Herculite + FSO and Herculite + FSO evo. The scope of research included: flexural strength B, bending modulus of elasticity εB and work to failure of the reinforced composite Wfb. Additionally, microscopic observations of fracture occurring in samples were made. Results: In comparison: the Herculite (97.7 MPa) type with the Herculite + FSO evo (177.5 MPa) type was characterized by the highest strength. Fibre reinforcement resulted in decreasing the elasticity modulus: Herculite + reinforcement (6.86 GPa; 6.33 GPa; 6.11 GPa) in comparison with the Herculite (9.84 GPa) and respectively Boston + reinforcement (10.08 GPa) as compared with the Boston (11.81 GPa). Conclusions: Using glass fibres increases flexural strength of the test composites. Using aramid fibres does not change their strength. The elasticity modulus of the reinforced reconstructive structures decreases after application of either type of fibres. However, their resistance to the crack initiation increases.

4

Probabilistic model for flexural strength of dental composites used in modeling reliability of the “tooth-dental composite” system

Bartnik G., Pieniak D., Niewczas A. M., Marciniak A.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2016

|

Vol. 18, no. 1

136--141

EN

In the article the application of Bayesian probabilistic modeling was presented as a way to standardize analytics of measurement results, which completes the operational and procedural standardization of determining the strength of dental composites. The traditional way of conducting studies of strength performed as services and calculations, and which do not refer to previous studies, was changed into an adaptation process of knowledge accumulation in a form of an increasing precise models. Probabilistic flexural strength models were used to create a reliability ranking of studied dental composites. Conceptualization of reliability of a biotechnological system, such as a “tooth-dental composite” required the expansion of the notion of“failure” with random events involving the occurrence of compatibility failure.

PL

W pracy przedstawiono zastosowanie bayesowskiego modelowania probabilistycznego jako sposobu standaryzacji opracowania wyników pomiarów, uzupełniającego standaryzację operatorowo – proceduralną wyznaczania wytrzymałości kompozytów stomatologicznych. Tradycyjny sposób prowadzenia badań wytrzymałościowych, wykonywanych usługowo i obliczeniowo nienawiązujących do badań poprzednich, zmieniono w adaptacyjny proces kumulacji wiedzy w postaci coraz dokładniejszych modeli. Probabilistyczne modele wytrzymałości na zginanie wykorzystano do utworzenia rankingu niezawodnościowego badanych kompozytów stomatologicznych. Konceptualizacja niezawodności układów biotechnologicznych takich jak „ząb – wypełnienie stomatologiczne” wymagała rozszerzenia zakresu pojęcia uszkodzenie o losowe zdarzenia polegające na zaistnieniu niezgodności pomiędzy komponentami układu biotechnologicznego (compability failure).

5

Comparative study of wear resistance of the composite with microhybrid structure and nanocomposite

Pieniak D., Walczak A., Niewczas A. M.

Acta Mechanica et Automatica

|

2016

|

Vol. 10, no. 4

306--309

EN

The aim of the study was to compare microhardness and wear resistance of ceramic-polymer composites with micro and nanohybrid structure. For the studies commercial composites were used, containing filler particles of the same type but different sizes, nanosized (Filtek Ultimate) and micro-sized (Filtek Z250) composites. Tribological testing was conducted using ball-on-disc micro-tribometer. Vickers testing method was applied for microhardness studies with the use of Futertech FM 700 device. It has been demonstrated that the wear of Filtek Ultimate is almost twice lower in comparison to wear of Filtek Z250 composite. It has been concluded that the use of filler nanoparticles significantly increased wear resistance of the material. Additionally, lack of correlation between material microhardness and wear resistance has been demonstrated.

6

Study of ceramic-polymer composites reliability based on the bending strength test

Walczak A., Pieniak D., Niewczas A., Niewczas A. M., Kordos P.

Journal of KONBiN

|

2015

|

No. 3 (35)

169--178

EN

In this paper the reliability assessment of structural reliability of the selected light-cured dental composites based on the biaxial flexural strength test results has been presented. A two-parameter Weibull distribution was applied as a reliability model in order to estimate probability of strength maintenance in the analysed population. Weibull distribution parameters were interpreted as a characteristic material strength (scale parameter) and structural reliability parameter in terms of ability to maintain strength by each of specimen from the general population (shape parameter). 20 composite specimens underwent strength tests, including 2 "flow" type composites and 2 standard composites (with typical filler content). "Flow" type composites were characterized with lower characteristic strength and higher structural reliability comparing to other studied composites.

PL

W artykule przedstawiono ocenę niezawodności strukturalnej wybranych światłoutwardzalnych kompozytów stomatologicznych na podstawie wyników testu wytrzymałości na zginanie dwuosiowe. Wykorzystano dwuparametrowy rozkład Weibull’a jako model niezawodności w celu oszacowania prawdopodobieństwa zachowania wytrzymałości materiału w analizowanej populacji. Parametry rozkładu Weibull’a interpretowano jako wytrzymałość charakterystyczną materiału (parametr skali) oraz wskaźnik niezawodności strukturalnej w sensie zdolności do zachowania charakterystycznej wytrzymałości przez każdy z egzemplarzy populacji generalnej (parametr kształtu). Próbie wytrzymałościowej poddano po 20 próbek kompozytów, w tym 2 kompozyty typu ,,flow” oraz 2 kompozyty standardowe (z typową ilością wypełniacza). Kompozyty typu ,,flow” charakteryzowały się niższą wytrzymałością charakterystyczną oraz wyższą niezawodnością strukturalną w porównaniu z pozostałymi badanymi kompozytami.

7

Effect of recasting on the useful properties CoCrMoW alloy

Walczak M., Pieniak D., Niewczas A. M.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2014

|

Vol. 16, no. 2

330--336

PL

Przetapianie uprzednio odlanego metalu może spowodować zmianę składu chemicznego nowopowstałego materiału, co w końcowym efekcie może oddziaływać na właściwości użytkowestopu stomatologicznego. Do badań zastosowano stop stomatologiczny CoCrMoW o nazwie handlowej Remanium 2001.Przygotowano 3 grupy stopu stomatologicznego przez zmieszanie 50% fabrycznie nowego stopu ze stopem po poprzednim przetopieniu. Grupę pierwszą odlano w 100% z nowego fabrycznie stopu jako grupę kontrolną (R1). Grupa druga (R2) została odlana z mieszaniny jednakowych ilości nowegostopu oraz stopu odlanego tylko raz. Grupa trzecia (R3) zawierała 50% świeżego stopu oraz stopu odlanego 2 razy.Wykonano analizę mikrostrukturalną oraz składu chemicznego, badania XRD, pomiary twardości, badania tribologiczne oraz badania przyczepności wg ISO 9693.Wykazano, że w odlewaniu należy używać nowego materiału a w przypadku wykorzystania materiału wcześniej używanego należy go wymieszać z materiałem nowym.Wykorzystanie procedury przetapiania może obniżyć koszty odlewów CoCrMoW oraz może być bezpieczne w stomatologii.

EN

Recasting of the previously cast metal can change the chemical composition of the newly formed material, which ultimately could affect the properties of a dental alloy. The research used a dental alloy CoCrMoW trade name Remanium 2001. Three groups of dental alloy were prepared by mixing 50% fresh alloy to alloy remnants from previous castings. The specimens in the first casting group used 100% fresh alloy and served as control (R1). The second group consisted of equal amounts of fresh alloy and alloy remnants cast only once (R2). The third group contained 50% fresh alloy and alloy cast twice (R3). Microstructural analysis was performed and the chemical composition, XRD studies, hardness, and tribological test and the metal–ceramic bond strength was investigated according to ISO9693 standard. New material should be used in casting, and if previously casted material is used, it should be mixed with new material. The use of the recasting procedure can lower the costs of CoCrMoW castings and can be safely in dentistry.

8

Influence of photopolymerization parameters on the mechanical properties of polymer : ceramic composites applied in the conservative dentistry

Pieniak D., Niewczas A. M., Walczak M., Zamościńska J.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2014

|

Vol. 16, no. 3

29--35

EN

In this paper the results of study of mechanical properties for four commercial polymer-ceramic composites applied in the conservative dentistry are presented, including one new silorane based composite and three standard composites based on methacrylate compounds. Influence of the type of light of diode and halogen polymerization lamps on the microhardness, flexural strength and elasticity were studied. Both exposed and unexposed specimens were taken into account. An exposure time was also differentiated (40 sec and 60 sec). Basic statistics of the analysed material parameters were determined. A post hoc test (Newman-Keuls) was performed in order to evaluate differences between microhardness of the studied materials, as well as Kruskal-Wallis test to evaluate differences in flexural strength and elasticity modulus of the material. It has been indicated that there is an impact of the type of lamp on the microhardness and flexural strength of composites with methacrylate matrix and lack of such impact in case of composites containing siloranes. Additionally, it has been found that an increase of photopolymerization time has a significantly different impact on the mechanical properties depending on the type of irradiated material.

9

Wpływ zmęczenia cieplnego oraz starzenia na mikrotwardość kompozytów polimerowo - ceramicznych do zastosowań biomedycznych

Pieniak D., Niewczas A. M., Kordos P.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2012

|

Vol. 14, No. 2

181-188

PL

Badania prezentowane w niniejszej publikacji dotyczyły kompozytów polimerowo-ceramicznych stosowanych w stomatologii zachowawczej. Celem pracy była porównawcza ocena wpływu długotrwałego oddziaływania wilgotnego środowiska oraz cyklicznych obciążeń cieplnych na mikrotwardość nowego kompozytu bazującego na siloranach oraz dwóch tradycyjnych kompozytów bazujących na związkach metakrylanu. Próbki z kompozytów poddano oddziaływaniu środowiska soli fizjologicznej o cyklicznie zmiennych temperaturach (5°C i 65°C) wykorzystując specjalny symulator szoków termicznych. Wykonywano pomiary mikrotwardości metodą Vickersa przed rozpoczęciem testu zmęczenia cieplnego oraz po serii 4000 cykli termicznych. Wykazano, że w przeciwieństwie do tradycyjnych kompozytów stomatologicznych mikrotwardość kompozytu bazującego na siloranach nie zmniejsza się pod wpływem cyklicznego oddziaływania szoków termicznych odpowiadających warunkom fizjologicznym jamy ustnej. W warunkach przeprowadzonych badań stwierdzono nieznaczny wzrost tej mikrotwardości. Przeprowadzono również badania starzeniowe polegające na ocenie mikrotwardości próbek kompozytów przez okres 6 miesięcy. W tym okresie czasu próbki przechowywano w soli fizjologicznej. Pomiary mikrotwardości wykonywano po każdym miesiącu ekspozycji. Wykazano, że długotrwałe oddziaływanie środowiska soli fizjologicznej w warunkach stałej temperatury nie zmienia mikrotwardości żadnego z badanych materiałów.

EN

Studies presented in this paper, concern polymer-ceramic composites applied in the conservative dentistry. The aim of the study was to evaluate a long-term impact of the humid environment and cyclic thermal loads on the microhardness of new silorane-based composites and two methacrylate-based composites. The composite samples were subjected to normal saline environment with cyclically variable temperatures (5°C and 65°C), using a special thermal shock simulator. Microhardness was measured with Vicker's method before the fatigue test and after a series of 4000 thermal cycles. It is known that microhardness of silorane-based composite in opposite to methacrylate-based composites not decrease under the influence of cyclic thermal loads. It was found slight increase of microhardness under conditions of conducted tests. The ageing studies were also conducted consisting in microhardness evaluation of the composite samples in 6 months period. During that time the samples were kept in normal saline. The studies of hardness were carried out after each month of the exposure time. No long-term impact of normal saline environment with constant temperature on the microhardness of the studied materials has been noticed.

10

Analiza niezawodnościowa wytrzymałości kompozytów stomatologicznych poddanych zróżnicowanym procedurom fotopolimeryzacji

Niewczas A. M., Pieniak D., Ogrodnik P.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2012

|

Vol. 14, No. 3

249-255

PL

Celem badań była ocena wpływu wybranych procedur fotopolimeryzacji na wytrzymałość i niezawodność kompozytów stomatologicznych opartych na siloranach oraz kompozytów opartych na związkach metakrylanowych w warunkach testu na 3-punktowe zginanie. Badano kompozyty o nazwach handlowych: Filtek Siloran (FSi), Gradia Direct Anterior (GDA), Gradia Direct Posterior (GDP), Herculite XRV (H). Zastosowano fotopolimeryzację dwoma rodzajami światła: lampą diodową oraz lampą halogenową. Przyjęto czas naświetlania 40 sek. oraz 60 sek. Do badań wytrzymałości został zastosowany test na zginanie trójpunktowe (TFS). Przygotowano próbki do badań w formie belek prostopadłościennych o liczności N = 20 z każdego materiału. Wyznaczono wartość średnią i odchylenie standardowe dla każdego badanego wariantu. Do oceny istotności różnic przeprowadzono analizę wariancji. Następnie wyniki każdej próby aproksymowano dwuparametrowym rozkładem Weibull'a. Obliczono parametr skali rozkładu (jako wytrzymałość charakterystyczną) oraz parametr kształtu (jako wskaźnik niezawodności materiału). Wykazano, że w warunkach testu na 3-punktowe zginanie rodzaj lampy nie ma wpływu na wytrzymałość w przypadku kompozytu opartego na siloranach, natomiast umożliwia poprawę jego niezawodności. W przypadku konwencjonalnych materiałów opartych na metakrylanach zastosowanie lampy diodowej w miejsce lampy halogenowej obniża wytrzymałość materiału, jednak zwiększa jego niezawodność. Ponadto wykazano, że zwiększenie czasu naświetlania - w przypadku materiału FSi i lampy halogenowej zwiększa jego wytrzymałość, natomiast nie ma wpływu na niezawodność. W pozostałych przypadkach wytrzymałość na ogół pozostaje na stałym poziomie lecz zwiększa się niezawodność materiału.

EN

The aim of this study was evaluation of chosen photopolymerization procedures on strength and reliability of dental composites based on siloranes and composites based on methacrylate compounds in 3-points bending test conditions. The following composites were tested: Filtek Siloran (FSi), Gradia Direct Anterior (GDA), Gradia Direct Posterior (GDP), Herculite XRV (H). Photopolymerization was conducted by means of two types of light: LED lamp and halogen lamp. Exposure times of 40 and 60 seconds were applied. For the strength studies a three-point bending test was used (TFS). Twenty rectangular beam-shaped samples (N=20) from each material were prepared for the studies. For each studied case an average value and standard deviation were determined. To assess significance of differences a variation analysis was performed. Then, the results from each specimen were approximated by two-parameter Weibull distribution. Distribution scale parameter was calculated (as a characteristic strength) and shape parameter (as a material reliability index). It has been demonstrated that in 3-point bending test conditions in case of silorane-based composite the type of lamp has no impact on the strength, however it can improve its reliability. In case of conventional methacrylate-based materials application of LED lamp instead of halogen lamp reduces material strength, but increases its reliability. Additionally, it has been shown that the extension of exposure time - in case of FSi material and halogen lamp, increases material strength, however it has no impact on reliability of the material.

11

Phenomenological evaluation of fatigue cracking of dental restorations under conditions of cyclic mechanical loads

Pieniak D., Niewczas A.M.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2012

|

Vol. 14, no. 2

9-17

EN

This paper deals with microcracks in dental filling material and hard tissues of the teeth treated conservatively. Human teeth, removed due to orthodontic or surgical reasons, were the subject of those research studies. The studies have been conducted in vitro with the application of mastication simulator. It has been indicated that the number of cracks and the degree of their expansion increase with the number of load cycles. The number of microcracks of the filling material on the masticating surface is lower than in the deeper layers; however, they are more extensive. After applying a specified long load series a progressive increase of microcracks in the restoration material and their expansion in the contact zone with the dentine have been observed. It has been demonstrated that on the masticating surface the number of microcracks and their expansion were proportional to the number of load cycles.

12

Fenomenologiczna ocena degradacji wypełnienia z kompozytu polimerowego i tkanki zęba w warunkach cyklicznych obciążeń dynamicznych

Pieniak D., Niewczas A. M., Bachanek T., Bieniaś J.

Engineering of Biomaterials

|

2011

|

Vol. 14, no. 103

8--12

PL

W artykule opisano metodę oceny degradacji struktury zęba ludzkiego poddanego regeneracji kompozytem polimerowym opartym na związkach metakrylanowych. Za miarę degradacji przyjęto stopień zaawansowania procesów zużycia fizyko-mechanicznego odniesiony do granicznego poziomu tego zużycia. Analizowano szczelinę brzeżną oraz mikropęknięcia w warstwie brzegowej twardych tkanek zęba i w materiale wypełnienia. Wykazano, że laboratoryjna obserwacja rozbudowy szczeliny w wybranych obszarach anatomicznej struktury zęba (powierzchnia żucia, wypełnienie-szkliwo, wypełnienie-zębina) może być podstawą oceny stopnia degradacji całego układu ząb-wypełnienie. Przeprowadzono badania laboratoryjne, w których wykorzystano zęby ludzkie trzonowe i przedtrzonowe z wypełnieniami ubytków klasy I wg Blacka.

EN

The article focuses on the method of degradation of the human tooth structure which was subjected to regeneration by polymer composite based on metacrylate compounds. The degree of advancement of physical and mechanical usage processes related to the limit level of this usage was considered as the measurement of degradation. The marginal fissure and micro-cracks in the border surface of the hard tooth tissues and in the filling material were analyzed. It was revealed that laboratory observation of the fissure expansion in selected areas of anatomical tooth structure (mastication surface, filling-enamel, filling-dentine) may constitute the basis of evaluation of degradation degree of the whole tooth-filling system. The laboratory tests were carried out in which human molars and premolars with the fillings qualified as class I according to Black were used.

13

Analiza prawdopodobieństwa przetrwania i niezawodności układu ząb-wypełnienie kompozytowe

Pieniak D., Niewczas A. M., Niewczas A., Bieniaś J.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2011

|

nr 2

25-34

PL

Ocenie niezawodności poddano układ biomechaniczny ząb-wypełnienie kompozytowe (kompozyt polimerowy z mikrowypełniaczem). Próbki zębów z wypełnieniami wykonanymi na powierzchni żującej zębów poddano obciążeniom mechanicznym symulującym warunki środowiska jamy ustnej. Badania przeprowadzono w laboratorium na symulatorze żucia. Miarą zużycia wypełnień była szczelina brzeżna, którą oceniano w przekroju podłużnym zęba wykorzystując mikroskop optyczny oraz na powierzchni żucia, wykorzystując skaningowy mikroskop elektronowy (SEM). Wyniki pomiarów uporządkowano w zależności od strefy pomiaru szczeliny oraz w zależności od liczby cykli zmęczeniowych. Obliczano parametry rozkładu statystycznego rozmiarów geometrycznych szczeliny brzeżnej wykorzystując testy Kolmogorova-Smirnova oraz Shapiro-Wilka. Do oceny różnic wykorzystano analizę wariancji ANOVA oraz test post hoc. Wyznaczono przebieg funkcji niezawodności przyjmując model Weibulla. Oceniono ryzyko uszkodzenia oraz prawdopodobieństwo przetrwania badanego układu.

EN

The bio-mechanical tooth-composite filling system (polymer composite with micro-filler) has been evaluated with respect to its reliability. The tooth specimens with prepared fillings on the tooth chewing surface were submitted to mechanical and thermal loads simulating natural conditions in the oral cavity. The research was carried out in the laboratory scale on the mastication simulator. A marginal fissure width was a measurement of the filling's wear, and it was investigated both in the longitudinal section with the use of optical microscope as well as on the chewing surface with the use of scanning electron microscope (SEM). The results of measurements were grouped according to the zone of the fissure measurement and to the number of fatigue tests performed. Statistical distribution parameters of geometrical size of the marginal fissure were calculated based on the Kolmogorov-Smirnov and Shapiro-Wilk tests. ANOVA variation analysis and post hoc test was used to assess the differences. The reliability function was determined with the use of Weibull model. The risk of damage and survival likelihood was evaluated introducing authors' criterion of the limit state of the tooth - filling system.

14

Prognozowanie trwałości wypełnień stomatologicznych na podstawie badań laboratoryjnych

Niewczas A.M., Pieniak D., Kordos P., Gardyński L.

Postępy Nauki i Techniki

|

2010

|

nr 4

172-185

PL

W artykule opisano metodę prognozowania trwałości wypełnień stomatologicznych według kryterium zmęczeniowej propagacji szczeliny brzeżnej pomiędzy wypełnieniem a twardymi tkankami zęba. Szczelina brzeżna inicjowana jest poprzez skurcz polimeryzacyjny wypełnienia. Rozwój szczeliny jest wynikiem wielu zjawisk zużyciowych. Celem badań było określenie wpływu udarowych obciążeń mechanicznych (IC) oraz cyklicznych obciążeń termicznych - szoków termicznych (TC) na degradację szczelności wypełnienia stomatologicznego oraz wykazanie konieczności uwzględniania tego typu wymuszeń w przyspieszonych badaniach laboratoryjnych trwałości wypełnień stomatologicznych. Wykazano, że cykliczne szoki termiczne (TC) oraz udarowe obciążenia mechaniczne (IC) mają istotny wpływ na postęp degradacji wypełnienia. Wykazano również, że w badaniach in vitro wymuszenia tego typu nie mogą być pominięte. Precyzyjna ocena stanu wypełnienia, oparta na ocenie ilościowej, powinna uwzględniać pomiary nieszczelności w całym zakresie głębokości ubytku tzn. we wszystkich strefach styku wypełnienia z tkankami zęba a nie tylko przy powierzchni żucia.

EN

The paper describes a method of forecasting durability of dental fillings according to the criterion of fatigue expansion (propagation) of the marginal gap between the filling and the hard tissue of the tooth. The marginal fissure is initiated by the polymer shrinkage of the filling. Development of the fissure results from a number of wear phenomena. The aim of the study was to evaluate the influence of impact mechanical loadings (IC) and thermal impact loadings (TC) on degradation of tightness of a dental filling as well as to provide evidence for the necessity of including this type of forces in accelerated laboratory tests of dental filling durability.It has been revealed that cyclical thermal shocks (TC) and impact mechanical loadings play a crucial role in degradation of the filling. In authors’ opinion, this type of forces shall be taken into consideration while performing In vitro tests. Accurate evaluation of the condition of teething, based on quantitative evaluation shall include the measurements of untightness in all contact zones between a filling and the tooth tissues, not only by the mastication surface.

15

Method of evaluation of degradation of bio-mechanical tooth-composite filling system

Niewczas A., Pieniak D., Niewczas A. M.

Diagnostyka

|

2010

|

nr 2(54)

51-58

EN

This paper describes a method of an enhanced life evaluation of dental fillings based on the observation of the enlargement of the marginal fissure between the filling and hard tissue of the tooth. A width of marginal fissure was considered as the functional parameter of the whole tooth-filling system in the conducted tests. In this study development of the fissure influenced by the cyclic changes of thermal loads was analyzed. The extracted human teeth were used in the tests. In which a model lesions with microhybrid composite fillings were applied. All tests were conducted on the dedicated test stand. After performance of fatigue tests, measurements of the width of marginal fissure were taken by means of SEM electron scanning microscope and optical microscope with computer image analyzer. On this basis a risk of functional unfitness of the tooth-filling system was estimated.

PL

W artykule opisano metodę przyspieszonej oceny trwałości wypełnień stomatologicznych na podstawie obserwacji rozbudowy szczeliny brzeżnej pomiędzy wypełnieniem a twardą tkanką zęba. W warunkach prowadzonych badań jako miarę zdatności czynnościowej całego systemu ząb - wypełnienie przyjęto szerokość szczeliny brzeżnej. Autorzy przeprowadzili analizę rozwoju szczeliny pod wpływem cyklicznie zmiennych obciążeń cieplnych. Do badań wykorzystano usunięte zęby ludzkie. W zębach wypreparowano modelowe ubytki i założono wypełnienia z kompozytu mikrohybrydowego. Badania zostały przeprowadzone na specjalnie opracowanym stanowisku badawczym. Po wykonaniu testów zmęczeniowych przeprowadzano pomiary szerokości badanej szczeliny brzeżnej, wykorzystując elektronowy mikroskop skaningowy SEM. Na tej podstawie oszacowano ryzyko niezdatności użytkowej układu ząb - wypełnienie.