Analiza mikro-CT zębów trzonowych wypełnianych kompozytem konwencjonalnym i wzmacnianym włóknem szklanym

• Autorzy: Surowska B. , Ostapiuk M. , Tarczydło B.

Warianty tytułu

EN

Micro-CT analysis of molar teeth restored by combining conventional and glass fibre reinforced composites

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Utrata tkanek zmineralizowanych zęba zarówno w efekcie procesów patologicznych, jak i samego leczenia jest czynnikiem decydującym o osłabieniu zęba. Najczęściej pojawiają się pęknięcia na powierzchni wypełnienia w następstwie powtarzających się cykli nagryzień. Rozprzestrzeniają się one wówczas w zębie i wypełnieniach. Pęknięcia obok mikroprzecieków są jednym z głównych powodów wymiany wypełnień. Ostatnio najczęściej wybieranymi, zarówno przez lekarzy stomatologów jak i pacjentów, materiałami odtwórczymi są materiały kompozytowe. Istnieje wiele sposobów zwiększania odporności mechanicznej kompozytów stomatologicznych np. umieszczanie ich w formie licowania na konstrukcjach metalowych lub wprowadzania do ich wnętrza różnego rodzaju włókien: szklanych, węglowych, poliaramidowych lub polietylenowych. Jednym z takich innowacyjnych materiałów jest everX Posterior firmy GC, kompozyt wzmocniony krótkim włóknem szklanym. Materiał ten posiada właściwości mechaniczne zbliżone do zębiny, używany jest do wypełnień ubytków w zębach bocznych jako pierwsza warstwa odtwarzająca zębinę. Zaawansowana nieniszcząca technika obrazowania struktur za pomocą tomografii komputerowej (CT) stanowi doskonałe narzędzie analizy jakości materiałów. Dlatego w prezentowanej pracy zastosowano technikę mikro-CT do analizy jakości wypełnienia i połączenia dwóch materiałów do odbudowy ubytków. W badaniu wykorzystano zęby trzonowe trzecie bez próchnicy usunięte ze względów ortodontycznych. Biomateriał kompozytowy wzmocniony włóknem szklanym everX Posterior firmy GC aplikowano jedną 2-3 mm warstwą, a następnie aplikowano kompozyt konwencjonalny Filtek Z250, 3M ESPE metodą warstwową 2-3 mm. Analizowana struktura zęba oraz materiałów kompozytowych potwierdza wysokiej jakości wypełnienia. Brak porowatości oraz szczeliny brzeżnej pozwala na wyeliminowanie mikro-przecieków pomiędzy wypełnieniami a tkanką zęba. Ponadto, granica rozdziału pomiędzy kompozytem wzmacnianym włóknami a kompozytem wzmacnianym nanocząstkami wydaje się doskonała.

EN

The loss of mineralized tissues of the tooth as a result of pathogenic processes and treatment is the principal factor leading to tooth weakening. Most frequently, the cracks occur on the filling surface as a result of repeatable cycles of bites. They propagate in the tooth and the filling. The cracks belong to the reasons of filling's replacement and consequently affecting filling's durability. Recently, composite materials are most frequently selected by the dentists and patients as reconstruction materials. There are many ways of increasing mechanical resistance of dental composites e.g. their location in the form of facing on metal structures or introduction of various fibres made of glass, carbon, aramid or polyethy-lene. EverX Posterior is manufactured by GC in the form of composite reinforced with short glass fibres. The properties of this material are similar to the properties of dentine. Therefore it is used for cavity filling in side teeth as the first layer of dentine reconstruction. Advanced non-destructive structures imaging technique by means of computer tomography (CT) is an excellent tool used for materials quality analysis. So the micro-CT analysis of quality and joining of restorative materials based on different filler was presented in this paper. Third molars without caries, extracted due to orthodontic reasons, have been used in the test. Composite biomaterial reinforced with glass fibre - everX Posterior by GC – was applied in the form of single layer and next Filtek Z250, 3M ESPE conventional composite was applied in the form of layer with a thickness of 2-3 mm. Analysed structure of the tooth and composite materials confirms the high quality of the restoration. The filling received by layer technique is free of porosities, thus suggesting the lack of micro-leakages between the filling and tooth tissues. Moreover, the interface between the fibre reinforced and particle reinforced nanocomposite biomaterials seems to be ideal.

Słowa kluczowe

PL

mikrotomografia komputerowa; wypełnienia kompozytowe; adhezja; struktura

EN

computer micro-tomography; fillings; composite restoration; adhesion; structure

• Wydawca: Polish Society for Biomaterials in Cracow
• Czasopismo: Engineering of Biomaterials
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 19, no. 137
• Strony: 13--19
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., tab., zdj.

Twórcy

autor

Surowska B.

• Katedra Inżynierii Materiałowej, Wydział Mechaniczny, Politechnika Lubelska, ul. Nadbystrzycka 38D, 20-618 Lublin

autor

Ostapiuk M.

• Katedra Inżynierii Materiałowej, Wydział Mechaniczny, Politechnika Lubelska, ul. Nadbystrzycka 38D, 20-618 Lublin

autor

Tarczydło B.

• Katedra i Zakład Stomatologii Zachowawczej z Endodoncją, I Wydział Lekarski z Oddziałem Stomatologicznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, ul. Karmelicka 7, 20-081 Lublin

Bibliografia

• [1] Vire D.E: Failure of endodontically treated teeth: classification and evaluation. J Endodont 17(7) (1991) 338-342.
• [2] Sjogren U., Hagglund B., Sundqvist G., Wing K.: Factors affecting the long-term results of endodontic tretment. J Endodont 16(10) (1990) 498-504.
• [3] Sorensen J.A., Martinoff J.T.: Intracoronal reinforcement and coronal coverage: A study of endodontically treated teeth. J Prosthet Dent 51 (6) (1984) 780-784.
• [4] Reeh E.S., Messer H.H., Douglas W.H.: Reduction in tooth stiffness as a result of endodontic and restorative producers. J Endodont 15 (11) (1989) 512-516.
• [5] Becciani R., Castelucci A.: La biomeccanica del dente trattato endodonticamente. Implicazioni cliniche. Dental Cadmos 1 (2002) 15-35.
• [6] Hood J.A.: Biomechanics of the intact, prepared and restored tooth: some clinical implications. Int Dent J 41(1) (1991) 25-32.
• [7] Sedgley C.M., Messer H.H.: Are endodontically treated teeth more brittle? J Endodont 18(7) (1992) 332-335.
• [8] Garoushi S., Säilynoja E., K. Vallittu P., Lassila L.: Physical properties and depth of cure of a new short fibre reinforced composite. Dent Mater 29 (2013) 835-841.
• [9] Abouelleil H., Pradelle N., Villat C., Attik N., Colon P., Grosgogeat B.: Comparison of mechanical properties of a new fibre reinforced composite and bulk filling composites. Restorative Dentistry and Endodontics 40(4). (2015) 262-270.
• [10] Raszewski Z., Nowakowska D.: Odporność mechaniczna materiałów kompozytowych wzmocnionych włóknami aramidowymi – badania in vitro Protetyka Stomatologiczna. LIX 6 (2009) 407-414.
• [11] Valittu P. K.: Experiences of the use of glass fibres with multiphase acrylic resins systems, In Vallittu PK, editor. The first symposium of fibre reinforced plastic in dentistry in the proceedings of the 22nd annual EPA conference Paper II (1998).
• [12] Goldberg A.J., Bustone C.J.: The use of continuous fibre reinforcement in dentistry. Dent Mater 8 (1992) 197-202.
• [13] Guteridge D.L.: The effect of including ultra – high modulus poly ethylene fibre on the impact strength of acrylic resins. Brit Dent J 164 (1988) 177-80.
• [14] Krenchel H.: Fibre reinforcement. Copenhagen: Akademisk Forlag, (1964) 11-38.
• [15] Vallittu P.K.: Flexural properties of acrylic resins polymers reinforced with unidirectional and woven glass fibres. J Prosthet Dent 8 (1999) 318-326.
• [16] Tsujimoto A., Barkmeier W.W., Takamizawa T., Latta M.A., Miyazaki M.: Bonding performance and interfacial characteristics of short fiber-reinforced resin composite in comparison with other composite restoratives. EUR J ORAL SCI 124 (2016) 301-308.
• [17] Garoushi S., Tanner J., Vallittu P.K., Lassila L.V.J.: Preliminary clinical evaluation of short fibre-reinforced composite resin in posterior teeth: 12-months report. The Open Dentistry Journal 6 (2012) 41-45.
• [18] Lassila L., Garoushi S., Vallittu P., Säilynoja E.: Mechanical properties of fibre reinforced restorative composite with two distinguished fibre length distribution Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials 60 (2016) 331-338.
• [19] Kalender W.A.: X-ray computed tomography. Phys Med Biol 51 (2006) 29-43.
• [20] Stock S.R., Barss J., Dahl T., Veis A., Almer J.D.: X-ray absorption microtomography (microCT) and small beam diffraction mapping of sea urchin teeth. J Struct Biol 139 (2002) 1-12.
• [21] Ruegsegger P., Koller B., Muller R.: A microtomographic system for the nondestructive evaluation of bone architecture. Calcified Tissue Int 58 (1996) 24-29.
• [22] Plotino G., Grande N.M., Pecci R., Bedini R., Pameijer C.N., Somma F.: Three-dimensional imaging using microcomputed tomography for studying tooth macromorphology. J Am Dent Assoc 137 (2006) 1555-15561.
• [23] Landis F.A., Stephens J.S., Cooper J.A., Cicerone M.T., Lin-Gibson S.: Tissue engineering scaffolds based on photocured dimethacrylate polymers for in vitro optical imaging. Biomacromolecules 7 (2006) 1751-1757.
• [24] Ho S.T., Hutmacher D.W.: A comparison of micro CT with other techniques used in the characterization of scaffolds. Biomaterials 27 (2006) 1362-1376.
• [25] De Santis R., Mollica F., Prisco D., Rengo S., Ambrosio L., Nicolais L.: A 3D analysis of mechanically stressed dentin–adhesive– composite interfaces using X-ray micro-CT. Biomaterials 26 (2005) 257-270.
• [26] Efeoglu N., Wood D.J., Efeoglu C.: Thirty-five percent carbamide peroxide application causes in vitro demineralization of enamel. Dent Mater 23 (2007) 900-904.
• [27] Kakaboura A., Rahiotis C., Watts D., Silikas N., Eliades G.: 3D-marginal adaptation versus setting shrinkage in light-cured microhybrid resin composite. Dent Mater 23 (2007) 272-278.
• [28] Mollica F., De Santis R., Ambrosio L., Nicolais L., Prisco D., Rengo S:. Mechanical and leakage behaviour of the dentin–adhesive interface. Journal of Materials Science: Materials in Medicine 115(4) (2004) 485-92.
• [29] Garoushi S., Vallittu P.K., Lassila L.V.J.: Fracture toughness, compressive strength and load-bearing capacity of short glass fibre-reinforced composite resin. The Chinese Journal of Dental Research 14 (2011) 15-19.
• [30] Norman R.D., Wilson N.H.F.: Three-year findings of a multiclinical trail for a posterior composite. J Prosthet Dent 59 (1988) 577-583.
• [31] Garoushi S., Vallittu P.K., Lassila L.V.J.: Fracture resistance of short random oriented glass fibre reinforced composite premolar crowns. Acta Biomater 3 (2007) 779-784.
• [32] Tezvergil A., Lassila L.V., Vallittu P.K.: The effect of fibre orientation on the polymerization shrinkage strain of fibre-reinforced composites. Dent Mater 22 (2006) 610-616.
• [33] Williams J.G., Donnellan M.E., James M.R., Morris W.L.: Properties of the interphase in organic matrix composites. Mat Sci Eng A-Struct 126 (1990) 305.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).