시뮬레이션 구멍 치과 복합의 수축은 디지털 이미지의 상관 관계로 측정

요약

치과 수지 복합 수복물의 중합 수축 응력의 공간적 발전을 이해하기 위해서는, 디지털 이미지의 상관 관계는 중합 전후에 찍은 복구 이미지의 상관 관계를 복원 모델 유리 충치의 전체 필드 변위 / 변형 측정을 제공하는 데 사용되었다.

초록

치과 수지 복합 재료의 중합 수축 복합 복원 된 치아의 복원 디 본딩 또는 금이 치아 조직을 초래할 수 있습니다. 위치와 방법을 수축 긴장과 스트레스를 이해하고 이러한 복원 치아에 개발하기 위해, 디지털 이미지의 상관 관계 (DIC)을 중합 수축을받은 모델 보철물 내에서 변위 및 응력 분포의 포괄적 인 뷰를 제공하는 데 사용되었다.

모델 공동 시편은 직경과 길이가 모두 10mm 인 원통형 유리 막대로 만들어졌다. 각 시험편을 제조 근심 - 교합-말단 (MOD) 공동의 치수는 각각의 폭과 깊이 3mm 및 2mm를 측정 하였다. 수지 복합과 공동을 충전 한 후, 관찰에서 표면은 흰색 페인트의 첫 번째 얇은 층과 높은 콘트라스트의 얼룩을 만들 수있는 다음 좋은 검은 숯 가루를 살포했다. 그 표면의 사진은 다음 후 경화 5 분 전에 촬영했다. 인터넷nally는,이 사진은 변위 및 변형률 분포를 계산하는 DIC 소프트웨어를 사용하여 상관 관계가 있었다.

수지 복합체는 복원이 가장 큰 변위를 갖는 하향의 상단 중앙 부분과, 상기 캐비티의 바닥을 향해 수직으로 수축. 동시에, 그것의 세로 중앙선을 향해 수평으로 수축. 복합체의 수축은 주변의 복원 교두 처짐 및 높은 인장 변형의 결과로, "치아 복원"계면 근방에서 재료를 연신. 공동 벽 또는 바닥에 가까운 재료는 주로 인터페이스에 수직 인 방향으로 직접 변종을했다. 이 직접 변형 성분의 합산 복원 주변의 비교적 균일 한 분포를 보여 주며 그것의 크기는 재료의 체적 수축률 균주 대략 같게.

서문

수지 복합 재료 널리 때문에 자신의 뛰어난 미적 감각과 핸들링 특성의 원기를 회복시키는 치과에서 사용된다. 그러나, 치아 조직에 결합에도 불구하고, 수지 복합 재료의 중합 수축이 개발 수축 응력이 치아 복원 인터페이스 ^{1 -2에} 결합 해제의 원인이 될 수 임상 우려 남아있다. 결과적으로, 세균이 침입하고있는 실패한 영역과 이차 우식이 발생할 수 있습니다. 복원이 아니라 톱니에 결합되는 경우 한편, 수축 응력은 치아 조직에 균열이 발생할 수 있습니다. 이들 장애 중 하나는 열적 및 기계적 하중의 많은 수의 사이클을 실시한다 치과 보철물의 수명을 위태롭게 할 것이다.

중합 수축의 긴장과 스트레스를 측정하여 치과 수지 복합 재료 ^3-4의 개발과 평가에 필수가되었다 . 각종 측정 기법 또는 방법 확실 수지 복합 재료의 수축 거동을 측정하기위한 간단한 설치를 제공하는 주요 목적으로 ^5-11 개발되었다. 그들이 제공하는 측정은 서로 다른 재료의 수축 동작을 비교하기위한 충분한 수 있지만, 그들은 수축 응력이 실제 복원 치아의 개발 방법과 위치에 대한 이해에 도움이되지 않습니다. 특히, 관심의 문제는 공동의 벽이 치과 보철물 ¹² 수축 응력의 생성에 복합 재료와 리드의 수축을 제한하는 방법입니다. 수축 응력, 수지 복합체의 수축 변형의 일부를 생성하기 위하여, 다음을주지 인장 탄성 변형으로 변환 할 수있다. 복원의 변형이 구성 요소를 측정 할 수있는 경우에 따라서 유용 할 것이다. 최근, 광학적으로 전체 필드 스트레인 측정 기술, 디지털 이미지 상관 (DIC)은 무료 shrinka의 둘레에 적용된치과 보철물 ^13-15에서 수지 복합 재료의 GE뿐만 아니라, 재료 흐름. DIC의 기본적인 아이디어는 그 표면 변위 및 변형 필드 결정할 수있다 그 변형 중에 찍은 화상 군에서의 샘플 표면에 가시적 패턴을 추적하고 상관한다. 풀 필드 둘레 불균일 변형 및 변형 패턴 ^(13)을 관찰에 특히 유용 DIC 방법의 주요 이점 중 하나이다. 본 연구에서는, DIC는 수축 응력의 개발을 이해하고 탈 결합 가능성 사이트를 식별하기위한 목적으로, 치과 수지 복합 보철물에 변형 패턴을 발견하는 데 사용되었다. 이 정보는 때문에 중합 수축에 복원의 변위를 측정 ^{14 ~ 15} 위의 인용 된 작품에서 직접 사용할 수 없습니다. 측정은 복제에 대한 시도로 근심-교합-말단 (MOD) 치아 충치와 치아를 시뮬레이션 모델을 이용하여 실시 하였다실제 치과 보철물의 스트레스 나 긴장을 테. 실제 치아의 사용은 더 해부학 대표적이지만, 그 단점은 결과에 큰 변화가 발생할 해부학, 기계적 특성, 수화의 정도뿐만 아니라 보이지 않는 내부 결함 ^(14)의 이빨들 상당한 내재 차이이다. 이러한 단점을 극복하기 위해, 일부 연구는 구강 크기 ^(16)의 측면에서 그룹화 또는 대리 재료 ^(17)의 모델을 모두 치아를 대체하여 치아 샘플을 표준화하기 위해 노력했다. 예를 들어, (각각 69 및 83 GPa로)을 에나멜 유사 영률이 알루미늄 모델 교두 편향 ^(17)에 의해 지시되는 수축 응력의 수준, 수축 응력의 측정에 사용되었다. 소재는 또한 투명성 같이, 유사한 영률 (63 GPA)을 인간의 에나멜에 마련되어 있기 때문에 본 연구에서는, 실리카 유리 모델 (충치)이 대신 사용했다천만에, 표본의 모든 결합 해제 또는 균열은 쉽게 관찰 할 수있다.

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프로토콜

참고 : 재료 목록에 나열된, Z100, Z250 및 LS를 : 3 개의 치과 수지 복합 재료는 유리 구멍을 이용하여 연구 하였다. 그 중, LS는 Z250 및 Z100 (~ 각각 2 %와 ~ 2.5 %) ^{18 ~ 19보다} 훨씬 낮은 약 1.0 %의 부피 수축과 낮은 수축 수지 복합,로 알려져있다. 장비 및 본 연구에서 사용 된 다른 재료는 재료 목록에 나와 있습니다.

1. 모델 구멍 준비

1. 저속 다이아몬드 톱을 사용하여 10 mm 길이의 짧은 막대에 긴 원통형 유리 막대, 직경 10 ㎜를 잘라.
2. 근심-교합-원위부 (MOD) 공동 적응 저속 다이아몬드 톱을 사용하여 각 시편에 3mm (폭) × 2mm (깊이)를 측정한다 (그림 1) 절단.
3. 도 1에 도시 된 바와 같은 치수와, 상기 캐비티의 길이에 수직 인 평면을 생성하기 위해 각각의 원통형 시편을 폴란드어. 평면은 FO 정밀한 허용cusing 및 복원에 대한 이미지 보정. 금후,이 관찰면이라고한다.
4. 테스트 세 가지 물질 각각에 대한 3 개의 시료 준비 : Z100, Z250 및 LS를; 재료의 표를 참조하십시오.

2. 구멍은 수지 복합 필링

1. 모든 유리 캐비티 표면 silanize하는 브러쉬 세라믹 프라이머의 얇은 층을 적용한다. 이것은 유리 표면 및 수지 복합체의 사이에 접착한다.
2. 약 1 분 후, 접착제의 얇은 층을 적용한다. 복합 Z100과 Z250를위한 복합 LS와 Adper 단일 결합 플러스 LS 접착 시스템을 사용합니다.
3. 치료 빛과 기간 제조 업체의 지침에 따라 (10 ~ 20 초) (자료 표)에 접착제를 치료.
4. 도 2에 도시 된 바와 같이, 관찰면 이외 검은 테이프와 복원을 둘러싼 모든 유리 표면을 커버. 목적은 경화 광이 도달하지 않는 것입니다실제 치아에 발생하지 않습니다 주위의 투명 유리를 통해 합성 수지.
5. 수지 복합으로 캐비티를 대량 채우고 모든 표면을 평평 초과를 다 쳤어요.

3. 표면 도장

1. 이제 수지 복합체의 일부를 포함 관찰 표면에 백색 페인트의 박층 스프레이.
2. 고 대비 얼룩을 만들기 위해 페인트에 즉시 일부 검은 미세 숯 가루를 뿌린다. 얼룩의 불규칙한 모양을 파악하고 그들의 움직임을 추적 할 수있는 DIC 소프트웨어를하는 데 도움이됩니다.

4. 샘플 장착, 치료 및 사진 촬영

1. 도 2를 참조하면, 홀더 (C)에 시험편 (E)을 배치하고, 나사 (D)로 조인다. 이어서, 큰 수평 빔의 단부에 전체 단위를 배치.
2. 그들이 observatio 대향되도록 동일 빔에 CCD 카메라와 노란색 조명 LED 빛을 확보N면.
3. 프리 클램프 스탠드를 사용하여, 그 선단이 상기 시료 약 1mm가되도록 광중합 위치.
4. 이전의 치료에 대한 참조 이미지를 제공하기 위해 시편의 사진을 촬영합니다.
5. 20 초 동안 수지 복합 치료.
6. 치료 후에 5 분에서 다른 사진을 찍습니다.
7. 관측 표면과 같은 위치에 교정 블록을 배치하고 사진 촬영을합니다. 교정 블록의 크기는 정확하게 알려진 간격 원형 점의 배열이 포함되어 있습니다.

DIC 소프트웨어와 함께 5. 이미지 분석

1. 각 샘플 전에 하나 DIC 소프트웨어로, 치료 후 하나 찍은 두 사진을 가져옵니다.
2. 이미지의 사이즈를 측정하고 보정 블록의 화상을 이용하여 이미지 왜곡을 보정. .
3. 분석을위한 관찰면에서 관심 영역을 정의합니다.
4. 64 X 64 픽셀로 광장 집합 창문의 크기를 정의첫 번째 반복하고 두 번째 반복 ²⁰ 32 × 32 픽셀. 50 %로 중첩을 정의합니다.
5. 변위 및 응력 분포를 계산하기 위해 치료 전에 촬영 한 참조 이미지로 치료 후 촬영 이미지의 상관 관계.

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결과

3 개의 시료는 각 물질에 대한 검사를했다. 필요한 경우, 각각의 시험 후, 시험편을 현미경을 사용하여, 눈으로 검사하거나 하였다. "치아 복원"인터페이스 또는 균열에 명백한 디 본딩은 발견되지 않았다.

이미지의 해상도는 5.8 mm의 픽셀 사이즈와 1600 X 1180 픽셀이었다. 32 픽셀의 서브 세트의 창 크기, 변위 분포의 공간 해상도는 약 186mm였다.

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토론

수축 변형 측정을위한 동일한 형상 및 치수와 유리의 공동 사용으로 인해 크기, 해부학과 자연 인간의 이빨의 재료 특성의 차이에 따라 결과의 편차를 최소화하는 것이 었습니다. 또한, 본 연구에 사용 된 용융 실리카 유리는 지금까지 기계적 거동 ^21-22 관한 한 자연 치아에 적합한 침출 물질 만드는 에나멜 유사 영률을 갖는다. 실제 치아 보철물에, 수지 복합체는 대부분 오히려 법랑질 상...

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자료

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