Analiza niezawodnościowa wytrzymałości kompozytów stomatologicznych poddanych zróżnicowanym procedurom fotopolimeryzacji

• Autorzy: Niewczas A. M. , Pieniak D. , Ogrodnik P.

Warianty tytułu

EN

Reliability analysis of strength of dental composites subjected to different photopolymerization procedures

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

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.

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.

Słowa kluczowe

EN

reliability; flexural strength; dental composites; photopolymerization

PL

niezawodność; wytrzymałość na zginanie; kompozyty stomatologiczne; fotopolimeryzacja

• Wydawca: Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne
• Czasopismo: Eksploatacja i Niezawodność
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 14, No. 3
• Strony: 249--255
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz.

Twórcy

autor

Niewczas A. M.

autor

Pieniak D.

autor

Ogrodnik P.

• Department of Conservative Dentistry Medical University of Lublin, Karmelicka 7 Str., 20-081 Lublin,

Bibliografia

• 1. Asmussen E, Peutzfeldt A. Influence of UEDMA, Bis-GMA and TEGDMA on selected mechanical properties of experimental resin composites Dental Materials 1998;14: 51—6.
• 2. Davies D.G.S.: The statistical approach to engineering design in ceramics. Proceedings of the British Ceramic Society 1973;22: 429—52.
• 3. Della Bona A. Characterizing ceramics and the interfacialadhesion to resin: I – The relationship of microstructure composition, properties and fractography J Appl Oral Sci 2005; 13: 1-9
• 4. Della Bona A., Anusavice K.J., DeHoff P.H. Weibull analysis and flexural strength of hot-press core and veneered ceramic structures Dent Mater 2003; 19: 662-669
• 5. Dunn W.J., Bush A.C. A comparison of polymrization by light miting diode and halogen-based light curing units J Am Dent Assoc 2002; 122: 335-341
• 6. Ferracane JL, Berge HX, Condon JR. In vitro aging of dental composites in water—effect of degree of conversion, filler volume, and filler/matrix coupling. Journal of Biomedical Materials Research 1998; 42: 465—72
• 7. FiltekTM Silorane; www.3M.com
• 8. Heath M.R., Prinz J.F. Oral processing of foods and the sensory evaluation of texture, in: A.J. Rosenthal (Ed.), Food Texture: Measurement and Perception, Gaithersburg,1999
• 9. ISO 4049 Dentistry – Polymer-based filling, restorative and luting materials 2000
• 10. Kelsey WP, Latta MA, Shaddy RS, Stansilav CM. Physical properties of Tyree packable resin-composite restorative materials. Operative Dentistry 2000; 25: 331—5.
• 11. Konopka T. Wprowadzenie do metodologii badań nieeksperymentalnych Czas. Stomatol. 2009; (62)7: 597-604
• 12. Lien W., Vandewalle K.S. Physical properties of a new silorane-based restorative system Dent. Mater. 2010; 26: 337-344
• 13. Lodhi T.A. Surface hardness of different shades and types of resin composite cred with a high Power LED light curing unit University of Western Cape; 2006
• 14. Manhart J, Kunzelmann KH, Chen HY, Hickel R. Mechanical properties of New composite restorative materials. Journal of Biomedical Materials Research 2000; 53: 353—61.
• 15. McCabe J.F., Carrick T.E. A statistical approache to the mechanical testing of dental materials Dent. Mater. 1986; 2: 139-142
• 16. Migdalski J.: InŜynieria niezawodności. Poradnik. Wyd. ATR ZETOM, Warszawa 1992.
• 17. Moszner N., Salz U. New development of polymeric dental composites Prog. Polym. Sci 2001; 26: 535-536
• 18. Musanje L., Ferracane J.L. Effects of resin formulation and nanofiller surface treatment on the properties of experimental hybryd resin composite. Biomaterials 2004; 25: 4065-71
• 19. Palin W.M., Fleming G.J.P., Marquis P.M The reliability of standardized flexure strength testing procedures for a light-activated resin-based composite. Dental Materials 2005; 21: 911–919
• 20. Palin W.M., Fleming G.J.P., Burke F.J.T., Marquis P.M., Randall R.C. The reliability in flexural strength testing of a novel dental composite J of Dent. 2003; 31: 549-557
• 21. Peris A.R., Mitsui F.H.O., Amaral C.M., Ambrosano G.M.B., Pimenta L.A.F. the effect of composite type of microhardness when using quarto-tungsten-halogen (QTH) of LED lights Oper Dent 2005; 30(5): 649-654
• 22. Peutzfeld A. Resin composites in dentistry the monomer system Eur J Oral Sci 1997; 105: 97-116
• 23. Pick B., Meira J.B.C., Driemeier L., Braga R.R. A critical view on biaxial and shortbeam unaxial flexural strength tests applied to resin composites Rusing Weibull, fractographic and finite element analyses Dent Mater 2010; 26: 83-90
• 24. Pieniak D., Niewczas A.M., Kordos P. Influence of thermal fatigue and ageing on the microhardness of polimer-ceramic composites for biomedical applications Maintenance and Reliability – Ekploatacja i Niezawodnosc 2012; (14)2: 181-188
• 25. Powers J.M., Sakaguchi R.L. Craig’s Restorative Dental Materials, Twelfth Edition, 2006
• 26. Ritter J.E. Critique of test methods for lifetime predictions Dent. Mater. 1995; 11: 147-151
• 27. Rodriguez S. A. Jr., Ferracane J.L., Della Bona A. Flexural strength and Weibull analysis of a microhybrid and a nanofill composite evaluated by 3- and 4- point bending tests Dent Mater 2008; 24: 426-431
• 28. Sakaguchi R.L., Peters M.C.R.B., Nelson S.R., Douglas W.H., Poort H.W. Effects of polymerisation contr action In composite restorations Journal of Dentistry 1992; 20: 178-82
• 29. Santerre J.P., Shaji Z., Leung B.W. Relation of dental composite formulations to their degradation and release of hydrolyzed polymeric-resin-derived products, Crit Rev Oral Biol Med 2001; 12: 136-151
• 30. Sinval A. Rodrigues Junior, Jack L. Ferracane, Alvaro Della Bona. Flexural strength and Weibull analysis of a microhybrid and a nanofill composite evaluated by 3- and 4-point bending tests. dental materials 2008; 24: 426–431.
• 31. Stanley P., Fessler H., Sivil A.D.: An engineer’s approach to the prediction of failure probability in brittle components. Proceedings of the British Ceramic Society 1973; 22: 453—87.
• 32.Watts D.C., Hindi A.A. Intrinsic ‘soft start’polymerisation shrinkage kinetics in an acrylate-based resin-composite Dental Materials 1999; 15: 39-45