Krymping av Dental Composite i simulert Cavity Målt med Digital Image Korrelasjon

Summary

For å forstå den romlige utvikling av polymeriseringskrymping stress i tann harpiks-kompositt-restaureringer, ble Digital Image Correlation brukes til å gi full-felt fortrengning / strekk måling av gjenopprettede modellglass hulrom ved å korrelere bilder av den restaure tatt før og etter polymerisering.

Abstract

Polymeriseringskrymping av tann harpiks kompositter kan føre til restaurering debonding eller sprukket tann vev i kompositt-restaurert tenner. For å forstå hvor og hvordan krymping belastning og stress utvikle seg i slike restaurerte tenner, ble Digital Image Korrelasjon (DIC) som brukes til å gi et helhetlig bilde av forskyvning og belastningsskader distribusjoner innen modellrestaureringer som hadde gjennomgått polymeriseringskrymping.

Prøver med modell hulrom var laget av sylindriske glass stenger med både diameter og lengde er 10 mm. Dimensjonene av mesial-okklusal-distal (MOD) hulrom fremstilt i hver prøve målt 3 mm og 2 mm i bredde og dybde, henholdsvis. Etter å fylle hulrommet med harpiks kompositt, ble overflaten under observasjon sprayet med første et tynt lag med hvit maling og deretter fin svart kull pulver til å lage flekker med høy kontrast. Bilder fra denne overflate ble deretter tatt før herding, og etter 5 min. Finalt, de to bildene ble korrelert ved hjelp av DIC programvare for å beregne forskyvning og belastningsskader distribusjoner.

Harpiksen kompositt krympet vertikalt mot bunnen av hulrommet, med den øvre midtparti av restaureringen som har den største nedadgående forskyvning. På samme tid, er det krympet horisontalt langs sin vertikale midtlinje. Reduksjon av komposittmaterialet strekkes materialet i nærheten av "tann-restaure"-grensesnitt, noe som resulterer i cuspal nedbøyninger og høye strekk-belastninger rundt restaurering. Materiale nær hulrom vegger eller gulv hadde direkte stammer for det meste i de retninger vinkelrett på grensesnittene. Summering av de to direkte belastningskomponenter viste en forholdsvis jevn fordeling rundt restaurering og dens størrelse tilsvarte omtrent til volumetrisk krymping belastning av materialet.

Introduction

Resin kompositter er mye brukt i Restorative tannlegen på grunn av sin overlegne estetikk og kjøreegenskaper. Imidlertid, til tross for å være bundet til tannvevet, polymerisasjon krymping av harpikskomposittmaterialer forblir et klinisk problem som krympe spenning utvikles kan føre til løsning ved tann-restaure grensesnitt ^{1 -2.} Følgelig kan bakterier invadere og bor i de mislykkede områder og føre til sekundær karies. På den annen side, hvis den restaureringen er godt bundet til tannen, kan krympe spenning føre til sprekkdannelser i tannvevet. Begge disse feil vil gå ut over levetiden til dental restaurering, som vil være utsatt for et stort antall perioder av termisk og mekanisk belastning.

Måling av polymeriseringskrymping belastning og stress har dermed blitt uunnværlig i utvikling og evaluering av tann harpiks kompositter ^3-4 </sup>. Ulike måleteknikker eller metoder er blitt utviklet ^5-11 med hovedformål å gi et enkelt oppsett for å måle krymping oppførsel av harpiks komposittmaterialer pålitelig. Mens målingene de gir kan være tilstrekkelig for å sammenligne krymping atferd av forskjellige materialer, har de ikke hjelpe i forståelsen av hvordan og hvor krympe spenning utvikler seg i faktiske restaurerte tenner. Spesielt er et spørsmål av stor interesse hvordan de kistemur begrense krymping av kompositter og fører til etableringen av krymping stress i tannerstatninger ^12. Legg merke til at, for å skape krympe spenning, en del av krympingen stamme av harpiks-kompositt har til å bli omdannet til strekk elastisk belastning. Det ville derfor være nyttig dersom denne komponenten av påkjenningen i restaureringen kan måles. Nylig, den optiske full felt belastning-måleteknikk, Digital Image Korrelasjon (DIC), har blitt brukt til måling av fritt shrinkage av harpiks kompositter samt materialflyt i tannerstatninger ^13-15. Den grunnleggende ideen av DIC er for å spore og korrelere synlige mønstre på prøven overflaten av sekvensielle bilder som er tatt i løpet av dens deformasjon, hvorved forskyvningen og strekkfelt over den overflaten kan bestemmes. Full-feltmåling er en av de viktigste fordeler ved DIC-metoden, noe som er spesielt nyttig for å observere ikke-ensartet deformasjon og belastningsmønster ^13. I denne studien ble DIC brukes til å avdekke de belastningsmønstre i tann harpiks kompositt restaureringer, med sikte på å forstå utviklingen av krymping stress og identifisere potensielle områder for debonding. Denne informasjonen er ikke direkte tilgjengelig i verk nevnt ovenfor ^14-15, hvor kun målte forskyvning av gjengivelsen på grunn av polymerisasjon krymping. Målingen ble utført ved hjelp av modeller som simulerte tenner med mesial-occlusal-distal (MOD) tann hulrom som et forsøk på å replikate stress eller press i ekte tannerstatninger. Selv om bruken av virkelige tenner er mer anatomisk representative, den ulempe at det er betydelige iboende forskjeller mellom tennene i anatomi, mekaniske egenskaper, graden av hydrering samt usynlige interne defekter ¹⁴ som resulterer i store variasjoner i resultatene. For å overvinne en slik ulempe, har noen studier prøvd å standardtannprøver ved å gruppere dem i form av munn størrelse ¹⁶ eller erstattet tennene sammen med modeller av en surrogat materiale ^17. For eksempel har aluminiums modeller som har en lignende Youngs modulus til emalje (69 og 83 GPa, henholdsvis) blitt anvendt i krympe spenning måling, med nivået av krympe spenning som blir indikert av den spiss avbøyning ^17.. I denne studien ble silika glassmodeller (hulrom) benyttes i stedet, fordi materialet har også en lignende Youngs modulus (GPa 63) til human emalje, og som det er transparentent, kan noen debonding eller sprukket i prøvene lett observeres.

Protocol

Merk: Tre tann harpiks kompositter ble undersøkt ved hjelp av glass hulrom: Z100, Z250 og LS, som er oppført i materiallisten. Blant dem er LS kjent for å være en lav-krymp-harpiks-kompleks med et volumetrisk krymping på omkring 1,0%, mye lavere enn for Z250 og Z100 (~ 2% og ~ 2,5%, henholdsvis) 18-19. Utstyret og andre materialer som brukes i denne studien er også gitt i materiallisten. En. Model Cavity Forberedelse Skjær en lang sylindrisk glasstav, 10 mm i dia…

Representative Results

Tre prøver ble testet for hvert materiale. Etter hver test ble prøven undersøkt av øynene, eller, om nødvendig, ved hjelp av et mikroskop. Ingen åpen debonding på "tann-restaurering" grensesnitt eller sprekker ble funnet. Oppløsningen på bildene var 1600 x 1180 piksler med en pikselstørrelse på 5,8 mm. Med en undergruppe vindustørrelse på 32 piksler, romlig oppløsning av fortrengnings distribusjoner var rundt 186 mm. Figur 3</stron…

Discussion

Bruken av glass hulrom med samme form og dimensjoner for krymping strekkmåling var å minimere variasjoner i resultatene på grunn av forskjeller i størrelse, anatomi og materialegenskaper for naturlige mennesketenner. I tillegg er smeltet kvartsglass som brukes i denne undersøkelsen har en lignende Youngs modulus til emalje, noe som gjør det til et passende simulant materiale for naturlige tenner når det mekaniske oppførsel er opptatt ^21-22. Selv om det i det virkelige tannrestaureringer, blir harpiksk…

Materials

Dental composite Z100	3M ESPE	N362979	volume shrinkage ~ 2.5%, Young's modulus ~ 14 GPa
Dental composite Z250	3M ESPE	N326080	volume shrinkage ~ 2.0%, Young's modulus ~ 11 GPa
Dental composite LS	3M ESPE	N240313	volume shrinkage ~ 1%, Young's modulus ~ 10 GPa
Ceramic Primer	3M ESPE	N167818	Rely X
LS System Adhesive	3M ESPE	N391675	Adhesive for compoiste LS
Adper Single Bond Plus	3M ESPE	501757	Adhesive for compoiste Z100 and Z250
Glass rod	Corning Inc.	Pyrex 7740 borosilicate
Curing light	3M ESPE	Elipar S10
White paint	Krylon Product Group		Indoor/Outdoor, Flat white
Charcoal powder	Sigma Aldrich, Co.	BCBH6518V	Fluka activated charcoal
CCD camera	Point Grey Research, Inc.	Point Grey Gras-20S4C-C