Encolhimento da Dental Composite no Simulado Cavity Medida com Correlação Digital de Imagem

Resumo

A fim de compreender o desenvolvimento espacial de estresse de contração de polimerização em restaurações de resina composta-odontológicos, Digital Correlação A imagem foi usada para fornecer-campo cheio de medição de deslocamento / deformação de cavidades de vidro modelo restaurados, correlacionando imagens da restauração tomadas antes e após a polimerização.

Resumo

A contração de polimerização de resinas compostas dentais pode levar ao descolamento restauração ou tecidos dentários em dentes rachados compostas-restaurado. A fim de entender onde e como tensão e estresse de contração desenvolver em tais dentes restaurados, Digital Correlação de Imagem (DIC) foi usado para fornecer uma visão abrangente das distribuições de deslocamentos e deformações em restaurações do modelo que haviam sido submetidos a contração de polimerização.

As amostras com cavidades do modelo foram feitas de hastes de vidro cilíndricos com diâmetro e comprimento sendo 10 mm. As dimensões da cavidade mesial oclusal-distal (MOD) preparado em cada amostra medida a 3 mm e 2 mm de largura e de profundidade, respectivamente. Após o preenchimento da cavidade com resina composta, a superfície sob observação foi pulverizado com o primeiro uma fina camada de tinta branca e fina de carvão vegetal em pó preto para criar manchas de alto contraste. Fotos de superfície que foram levados antes de curar e 5 min depois. Fifinalmente, as duas imagens foram correlacionados utilizando software DIC para calcular as distribuições de deslocamentos e deformações.

O composto de resina encolhida na vertical para o fundo da cavidade, com a parte superior central da restauração tendo o maior deslocamento para baixo. Ao mesmo tempo, é diminuído horizontalmente no sentido da sua linha média vertical. O encolhimento do compósito estirado do material na proximidade do "dente-restauração" interface, resultando em desvios de cúspide e estirpes de elevada resistência à tracção em torno da restauração. Material próximo às paredes da cavidade ou andar tinha cepas diretos principalmente nas direções perpendiculares às interfaces. Soma das duas componentes de tensão directa mostrou uma distribuição relativamente uniforme em torno da restauração e a sua magnitude aproximadamente igualada à estirpe contracção volumétrica do material.

Introdução

Resinas compostas são amplamente utilizados em odontologia restauradora estética por causa de seus superiores e propriedades de manipulação. No entanto, apesar de ser ligado aos tecidos dentários, a contração de polimerização de resinas compostas permanece uma preocupação clínica como o estresse de contração desenvolvida pode causar descolamento na interface dente-restauração ^{1 -2.} Consequentemente, as bactérias podem invadir e residem nas áreas falhadas e resultar em cáries secundárias. Por outro lado, se a recuperação é também ligado ao dente, a tensão de contracção pode provocar fissuras nos tecidos dos dentes. Qualquer uma dessas falhas vai pôr em perigo a vida de serviço da restauração dentária, a qual irá ser submetido a um grande número de ciclos de carga térmica e mecânica.

A medição da tensão de contração de polimerização e estresse tornou-se assim indispensável no desenvolvimento e avaliação de resinas compostas dentais ^3-4 . Várias técnicas ou métodos de medição foram desenvolvidos ^5-11 com o objetivo principal de fornecer uma configuração simples para medir o comportamento de encolhimento de materiais compósitos de resina de forma confiável. Enquanto as medições que fornecem pode ser suficiente para comparar os comportamentos de retracção de diferentes materiais, eles não ajudar na compreensão de como e onde o stress encolhimento desenvolve em dentes restaurados reais. Especificamente, uma questão de grande interesse é a forma como as paredes da cavidade restringir o encolhimento de compósitos e leva à criação de estresse de contração em restaurações dentárias ^12. Note-se que, para criar tensão de contração, parte da tensão de encolhimento do compósito de resina tem de ser convertida em tensão de tracção elástica. Por conseguinte, seria útil se este componente da estirpe na restauração pode ser medido. Recentemente, a medição da tensão-técnica óptica de campo total, digital de correlação de imagem (DIC), foi aplicado para a medição de shrinka livrege de resinas compostas, bem como o fluxo de materiais em restaurações dentárias ^13-15. A ideia básica da DIC é controlar e correlacionar padrões visíveis sobre a superfície da amostra a partir de imagens sequenciais realizadas durante a sua deformação em que o deslocamento e os campos de deformação sobre a superfície pode ser determinada. Medição de campo total é uma das principais vantagens do método de DIC, que é especialmente útil em observar a deformação não uniforme e os padrões de deformação ^13. Neste estudo, o DIC foi usado para descobrir os padrões de tensão em restaurações de resina composta dental, com o objetivo de compreender o desenvolvimento da tensão de contração e identificar locais potenciais para a descolagem. Esta informação não está disponível diretamente nas obras citadas acima ^14-15, que só medem o deslocamento da restauração, devido à contração de polimerização. A medição foi realizada por meio de modelos que simulavam dentes com mesial-oclusal-distal (MOD) cárie dentária como uma tentativa de réplicate o estresse ou tensão em restaurações dentárias reais. Embora o uso de dentes real é anatomicamente mais representativa, a desvantagem de que são as diferenças inerentes significativas entre os dentes em anatomia, propriedades mecânicas, grau de hidratação, bem como a defeitos internos invisíveis ¹⁴ que resultam em grandes variações nos resultados. Para superar essa desvantagem, alguns estudos têm tentado padronizar as amostras de dentes, agrupando-os em termos de tamanho ¹⁶ ou bucal substituiu os dentes em conjunto com modelos de um material substituto ^17. Por exemplo, modelos de alumínio que têm um módulo de Young semelhante ao esmalte (69 e 83 GPa, respectivamente) têm sido utilizados na medição da tensão de encolhimento, com o nível de tensão de encolhimento ser indicada pela deformação de cúspide ^17. Neste estudo, os modelos de vidro de sílica (cavidades) foram usados ​​em vez porque o material também tem um módulo de Young semelhante (63 GPa) de esmalte humano e, como é transparenteent, qualquer descolamento ou rachaduras nas amostras pode ser facilmente observado.

Protocolo

Nota: Três resinas compostas dentais foram estudados usando as cavidades de vidro: Z100, Z250 e LS, conforme listado na Lista de Materiais. Entre eles, LS é conhecido por ser um compósito de resina de baixo encolhimento com uma contracção volumétrica de cerca de 1,0%, muito menor do que os da Z250 e Z100 (~ 2% e -2,5%, ^{respectivamente), 18-19.} O equipamento e materiais usados ​​neste estudo são também apresentados na Lista de Materiais.

1. Modelo Preparação da Cavidade

1. Corte um bastão de vidro cilíndrico de comprimento, 10 mm de diâmetro, em 10 mm de comprimento hastes curtas usando uma serra de diamante de baixa velocidade.
2. Corte um (MOD) cavidade-oclusal-distal mesial (Figura 1), medindo 3 mm (largura) x 2 mm (profundidade) em cada amostra utilizando uma serra de diamante de baixa velocidade adaptado.
3. Polir para baixo cada espécime cilíndrico para criar uma superfície plana perpendicular ao comprimento da cavidade, com as dimensões conforme mostrado na Figura 1. A superfície plana permite preciso focusing e calibração da imagem sobre a restauração. Daqui em diante, será denominado superfície da observação.
4. Preparar três amostras para cada um dos três materiais testados: Z100, Z250 e LS; consulte a tabela de materiais.

2. Preenchimento da cavidade com resina composta

1. Aplicar uma fina camada de cerâmica Primer com uma escova para silanizadas todas as superfícies da cavidade de vidro. Isto permite que a ligação entre as superfícies de vidro e as resinas compostas.
2. Depois de cerca de 1 min, aplicar uma fina camada de adesivo. Utilize o sistema de LS Adesivo para LS compósitos e Adper Single Bond Plus composta Z100 e Z250.
3. Cure o adesivo com uma luz de cura e duração (10-20 seg) com base nas instruções do fabricante (tabela de materiais).
4. Cobrir todas as superfícies de vidro circundantes da restauração com fita preta, excepto a superfície de observação, tal como mostrado na Figura 2. O objectivo é evitar a luz de atingir o curaresina composta através do vidro transparente ao redor, o que não acontece em dentes reais.
5. Bulk-preencher a cavidade com resina composta e raspe todo o excesso para achatar todas as superfícies.

3. Pintura de Superfície

1. Borrife uma fina camada de tinta branca sobre a superfície da observação, que agora inclui parte da resina composta.
2. Polvilhe um pouco de pó de carvão vegetal imediatamente fina preta sobre a pintura para criar manchas de alto contraste. As formas irregulares das manchas ajudará o software DIC para identificá-los e acompanhar seus movimentos.

4. Amostra de montagem, de cura, e Fotografar

1. Fazendo referência à Figura 2, colocar uma amostra de (E) para o suporte (C) e apertá-lo com um parafuso (D). Em seguida, colocar toda a unidade, no final de um grande feixe horizontal.
2. Fixar uma câmera CCD e uma iluminação LED luz amarela para o mesmo feixe de tal forma que eles enfrentam o OBSERVAÇÕEn superfície.
3. Usando um suporte com braçadeiras ajustáveis, posicione a luz de cura de tal forma que sua ponta é de cerca de 1 mm acima da amostra.
4. Tire uma foto do corpo de prova para fornecer a imagem de referência antes da cura.
5. Cure a resina composta por 20 s.
6. Tirar outra foto, a 5 min após a cura.
7. Coloque um bloco de calibração na mesma posição como a superfície de observação e tirar uma foto. O bloco de calibração contém uma matriz de pontos circulares com um tamanho e espaçamento precisamente conhecida.

5. Image Analysis Software com DIC

1. Importe as duas fotos tiradas para cada amostra, uma antes e outra após a cura, para o software DIC.
2. Calibrar as dimensões das imagens e para corrigir a distorção da imagem utilizando a imagem do bloco de calibração. .
3. Definir a área de interesse dentro da superfície de observação para análise.
4. Definir o tamanho das janelas quadradas de subconjunto como 64 x 64 pixels para oprimeira iteração e 32 x 32 pixels para a segunda iteração ^20. Definir a sobreposição de 50%.
5. Correlacionar a imagem obtida após a cura da imagem de referência tomado antes da cura para calcular as distribuições de deslocamentos e deformações com.

Resultados

Três amostras foram testadas para cada material. Após cada teste, a amostra foi examinada por olhos ou, se necessário, usando um microscópio. No descolamento evidente na interface "dente-restauração" ou craqueamento foi encontrado.

A resolução das imagens foi 1.600 x 1.180 pixels com um tamanho de pixel de 5,8 mm. Com um tamanho de janela subconjunto de 32 pixels, a resolução espacial das distribuições de deslocamento era de cerca de 186 milímetros.

Discussão

O uso de cavidades de vidro com a mesma forma e dimensões para a medição da tensão de encolhimento foi para minimizar a variação nos resultados devido a diferenças no tamanho, a anatomia e as propriedades do material dos dentes humanos naturais. Além disso, o vidro de sílica fundida usada neste estudo tem um módulo de Young semelhante ao esmalte, tornando-o um material de simulador adequada para dentes naturais, na medida do comportamento mecânico está em causa ^21-22. Embora em restaurações dent...

Materiais

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