Contracción de Dental Composite en Simulado Cavidad Medido con Correlación Digital de Imágenes

Resumen

Con el fin de entender el desarrollo espacial de la tensión de contracción de polimerización en restauraciones de composite de resina dental, se utilizó la correlación digital de imagen para proporcionar de campo completo de medición de desplazamiento / deformación de las cavidades de vidrio modelo restaurados mediante la correlación de las imágenes de la restauración se toma antes y después de la polimerización.

Resumen

Polimerización contracción de las resinas compuestas dentales puede conducir a la desunión restauración o los tejidos del diente fisurado en dientes compuestos restaurado. Para entender dónde y cómo la tensión y la tensión de contracción desarrollar en tales dientes restaurados, se utilizó imágenes digitales de correlación (DIC) para proporcionar una visión completa de las distribuciones de desplazamiento y deformación dentro de las restauraciones de modelos que se habían sometido a la contracción de polimerización.

Las muestras con cavidades modelo se hicieron de varillas de vidrio cilíndricos con diámetro y longitud que es 10 mm. Las dimensiones de la cavidad-mesial-distal oclusal (MOD) preparado en cada muestra miden 3 mm y 2 mm de ancho y la profundidad, respectivamente. Después de llenar la cavidad con resina compuesta, la superficie bajo observación se pulverizó con primero una fina capa de pintura blanca y luego polvo fino de carbón negro para crear motas de alto contraste. Imágenes de esa superficie fueron entonces tomadas antes del curado y 5 min después de la. FiFinalmente, las dos imágenes se correlacionaron utilizando software de CID para calcular las distribuciones de desplazamiento y deformación.

El compuesto de resina se contrajo verticalmente hacia la parte inferior de la cavidad, con la parte central superior de la restauración que tiene el mayor desplazamiento hacia abajo. Al mismo tiempo, se encogió horizontalmente hacia su línea media vertical. La contracción del material compuesto estira el material en las proximidades de la interfaz de "diente-restauración", resultando en desviaciones de las cúspides y las tensiones de tracción elevadas alrededor de la restauración. Material cerca de las paredes de la cavidad o piso tenía cepas directos en su mayoría en las direcciones perpendiculares a las interfaces. La suma de los dos componentes directos cepa mostró una distribución relativamente uniforme alrededor de la restauración y su magnitud igualó aproximadamente a la cepa de la contracción volumétrica del material.

Introducción

Resinas compuestas son ampliamente utilizados en la odontología restauradora, debido a su estética superior y propiedades de manejo. Sin embargo, a pesar de estar en condiciones de servidumbre a los tejidos de los dientes, la contracción de polimerización de las resinas compuestas sigue siendo una preocupación clínica como la tensión de contracción desarrollada puede causar desunión en la interfase diente-restauración ^{1 -2.} En consecuencia, las bacterias pueden invadir y residir en las zonas fallidas y dar lugar a caries secundaria. Por otro lado, si la restauración está bien adherido al diente, la tensión de contracción puede causar grietas en los tejidos de los dientes. Cualquiera de estos fracasos se ponga en peligro la vida de servicio de la restauración dental, que se somete a un gran número de ciclos de carga térmica y mecánica.

De este modo de medición de la tensión de contracción de polimerización y el estrés se ha convertido en indispensable en el desarrollo y evaluación de las resinas compuestas dentales ^3-4 . Varias técnicas o métodos de medición se han desarrollado ^5-11 con el propósito principal de proporcionar una configuración simple para medir el comportamiento de contracción de los materiales compuestos de resina de forma fiable. Si bien las mediciones que proporcionan pueden ser suficientes para comparar los comportamientos de contracción de diferentes materiales, que no ayudan en la comprensión de cómo y dónde la tensión de contracción se desarrolla en los dientes restaurados reales. En concreto, una cuestión de gran interés es la forma en las paredes de la cavidad limitan la contracción de los composites y conduce a la creación de tensión de contracción en las restauraciones dentales ^12. Tenga en cuenta que, para crear tensión de contracción, parte de la cepa de la contracción del material compuesto de resina tiene que ser convertido en la cepa elástico a la tracción. Por tanto, sería útil si este componente de la cepa en la restauración se puede medir. Recientemente, la técnica óptica de medición de la tensión de campo completo, de correlación de imágenes digital (DIC), se ha aplicado a la medición de shrinka librege de compuestos de resina, así como el flujo de materiales en las restauraciones dentales ^13-15. La idea básica de la CID es para rastrear y correlacionar patrones visibles sobre la superficie de la muestra a partir de imágenes secuenciales tomadas durante su deformación mediante el cual el desplazamiento y campos de deformación sobre la superficie que se pueden determinar. Medición de campo completo es una de las principales ventajas del método de la CID, que es especialmente útil en la observación de la deformación no uniforme y patrones de tensión ^13. En este estudio, DIC fue utilizado para descubrir los patrones de cepas en las restauraciones de composite de resina dental, con el objetivo de comprender el desarrollo de la tensión de contracción y la identificación de sitios potenciales para la desunión. Esta información no está disponible directamente en los trabajos citados más arriba ^14-15, que sólo miden el desplazamiento de la restauración debido a la contracción de polimerización. La medición se llevó a cabo usando modelos que simulan los dientes con (MOD) caries mesial-oclusal-distales como un intento de réplicate El estrés o tensión en las restauraciones dentales reales. Aunque el uso de los dientes real es más anatómicamente representante, la desventaja de que es las diferencias inherentes significativas entre los dientes en la anatomía, propiedades mecánicas, grado de hidratación, así como defectos internos invisibles ¹⁴ que se traducen en grandes variaciones en los resultados. Para superar este inconveniente, algunos estudios han tratado de normalizar las muestras de dientes, agrupándolos en función del tamaño bucal ¹⁶ o reemplazado los dientes en conjunto con modelos de un material sustituto ^17. Por ejemplo, los modelos de aluminio que tienen un módulo de Young similar a esmalte (69 y 83 GPa, respectivamente) se han empleado en la medición de tensión de contracción, con el nivel de tensión de contracción está indicado por la deflexión cúspide ^17. En este estudio, se utilizaron modelos de vidrio de sílice (cavidades) en lugar debido a que el material también tiene un módulo de Young similar (63 GPa) al esmalte humano y, ya que es transparenteent, cualquier pérdida de adherencia o formación de grietas en las muestras puedan ser rápidamente.

Protocolo

Nota: Tres resinas compuestas dentales fueron estudiadas a través de las cavidades de vidrio: Z100, Z250 y LS, que se enumeran en la Lista de Materiales. Entre ellos, LS es conocido por ser un compuesto de resina de baja contracción con una contracción volumétrica de alrededor de 1,0%, mucho más bajos que los de Z250 y Z100 (~ 2 ~% y 2,5%, respectivamente) ^18-19. El equipo y otros materiales utilizados en este estudio también se dan en la Lista de Materiales.

1. Modelo de Preparación de la cavidad

1. Cortar una larga vara cilíndrica de vidrio, de 10 mm de diámetro, a 10 mm de longitud varillas cortas utilizando una sierra de diamante de baja velocidad.
2. Corte un (MOD)-cavidad oclusal mesial-distal (Figura 1) de medición de 3 mm (anchura) x 2 mm (profundidad) en cada muestra usando una sierra de diamante de baja velocidad adaptada.
3. Polaco abajo de cada muestra cilíndrica para crear una superficie plana perpendicular a la longitud de la cavidad, con dimensiones como se muestra en la Figura 1. La superficie plana permite precisa FOtrándose y calibración imagen en la restauración. De aquí en adelante, se llamará la superficie de observación.
4. Preparar tres muestras para cada uno de los tres materiales probados: Z100, Z250 y LS; ver tabla de Materiales.

2. Cavidad de relleno con composite

1. Aplicar una fina capa de cerámica Primer con un pincel para silaniza todas las superficies de la cavidad de cristal. Esto permite la unión entre las superficies de cristal y las resinas compuestas.
2. Después de aproximadamente 1 minuto, aplique una fina capa de adhesivo. Utilizar el sistema LS LS Adhesivo para compuestos y Adper Single Bond Plus para composite Z100 y Z250.
3. Curar el adhesivo con una lámpara de polimerización y la duración (10-20 seg) en base a las instrucciones del fabricante (tabla Materiales).
4. Cubrir todas las superficies de cristal que rodean la restauración con cinta negro, excepto la superficie de observación, como se muestra en la Figura 2. El propósito es evitar la luz de curado de llegar a laresina compuesta a través del cristal transparente que rodea, lo que no ocurre en los dientes reales.
5. Bulk-llenar la cavidad con resina compuesta y raspar el exceso de acoplar todas las superficies.

3. Pintura de superficie

1. Pulverizar una fina capa de pintura blanca sobre la superficie de observación, que ahora incluye parte del compuesto de resina.
2. Espolvorear un poco de polvo de carbón vegetal de inmediato fino de color negro en la pintura para crear manchas de alto contraste. Las formas irregulares de las motas ayudarán al software DIC identificarlos y realizar un seguimiento de sus movimientos.

4. Montaje de la muestra, que cura, y Fotografía

1. Haciendo referencia a la Figura 2, colocar una muestra (E) en el soporte (C) y apriete con un tornillo (D). A continuación, colocar toda la unidad en el extremo de una viga horizontal grande.
2. Asegure una cámara CCD y una luz amarilla LED de iluminación en el mismo haz de tal forma que se enfrentan a la observacionaln superficie.
3. El uso de un soporte con abrazaderas ajustables, coloque la luz de curado de tal manera que su punta es de aproximadamente 1 mm por encima de la muestra.
4. Tome una fotografía de la muestra para ofrecer la imagen de referencia antes del curado.
5. Curar el compuesto de resina durante 20 segundos.
6. Tome otra fotografía a los 5 min después del curado.
7. Coloque un bloque de calibración en la misma posición que la superficie de observación y tomar una foto. El bloque de calibración contiene una matriz de puntos circulares con tamaño y la separación conocida con precisión.

5. Análisis de imágenes con CID Software

1. Importe las dos imágenes tomadas para cada muestra, una antes y otra después del curado, en el software de la CID.
2. Calibrar las dimensiones de las imágenes y corregir la distorsión de imagen usando la imagen de el bloque de calibración. .
3. Definir el área de interés dentro de la superficie de observación para el análisis.
4. Definir el tamaño de las ventanas de subconjuntos cuadrados como 64 x 64 píxeles para laprimera iteración y 32 x 32 píxeles para la segunda iteración ^20. Definir la superposición de un 50%.
5. Relacionar la imagen tomada después de la curación de la imagen de referencia se toma antes de curar para calcular las distribuciones de desplazamiento y deformación con.

Resultados

Tres muestras se ensayaron para cada material. Después de cada prueba, el espécimen fue examinado por ojos o, si es necesario, usando un microscopio. No se encontró la desunión evidente en la interfaz o cracking "diente-restauración".

La resolución de las imágenes era 1600 x 1180 píxeles con un tamaño de píxel de 5,8 mm. Con un tamaño de ventana subconjunto de 32 píxeles, la resolución espacial de las distribuciones de desplazamiento fue de alrededor de 186 mm.

Discusión

El uso de cavidades de vidrio con la misma forma y dimensiones para la medición de la deformación por retracción era reducir al mínimo la variación en los resultados debido a diferencias en el tamaño, la anatomía y propiedades del material de los dientes humanos naturales. Además, el vidrio de sílice fundida utilizada en este estudio tiene un módulo de Young similar a esmalte, por lo que es un material simulante adecuado para los dientes naturales en cuanto a comportamiento mecánico se refiere a ^21-22.

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
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