Name: shrinkage of dental composite in simulated cavity measured with digital image correlation
Uploaded: 2014-07-21T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Shrinkage of Dental Composite in Simulated Cavity Measured with Digital Image Correlation at JoVE.com

Cette étude a été financée par le Centre de recherches pour le Minnesota dentaire biomatériaux et biomécanique (MDRCBB).

Note: Trois résines composites dentaires ont été étudiés en utilisant les cavités de verre: Z100, Z250 et LS, comme indiqué dans la liste des matériaux. Parmi eux, LS est connu pour être un composite à base de résine à faible retrait d&#39;un retrait volumique de l&#39;ordre de 1,0%, beaucoup plus bas que ceux de Z250 et Z100 (~ 2% et ~ 2,5%, respectivement) 18-19. Le matériel et les autres matériaux utilisés dans cette étude sont également donnés dans la liste des matériaux. <p class="...

<ol>
	<li>Palin, W. M., Fleming, G. J. P., Nathwani, H., Burke, F. J. T., Randall, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+cuspal+deflection+and+microleakage+of+maxillary+premolars+restored+with+novel+low-shrink+dental+composites.">In vitro cuspal deflection and microleakage of maxillary premolars restored with novel low-shrink dental composites.</a> Dental Materials. 21, 324-335 (2005).</li><li>Li, H., Li, J., Yun, X., Liu, X., Fok, A. S. -. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-destructive+examination+of+interfacial+debonding+using+acoustic+emission.">Non-destructive examination of interfacial debonding using acoustic emission.</a> Dental Materials. 27, 964-971 (2011).</li><li>Dijken, J. W., Lindberg, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+effectiveness+of+a+low-shrinkage+resin+composite:+a+five-year+evaluation.">Clinical effectiveness of a low-shrinkage resin composite: a five-year evaluation.</a> J Adhes Dent. 11, 143-148 (2009).</li><li>Yamazaki, P. C. V., Bedran-Russo, A. K. B., Pereira, P. N. R., Swift, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microleakage+Evaluation+of+a+New+Low-shrinkage+Composite+Restorative+Material.">Microleakage Evaluation of a New Low-shrinkage Composite Restorative Material.</a> Operative Dentistry. 31, 670-676 (2006).</li><li>Watts, D. C., Cash, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+polymerization+shrinkage+kinetics+in+visible-light-cured+materials:+methods+development.">Determination of polymerization shrinkage kinetics in visible-light-cured materials: methods development.</a> Dental materials : official publication of the Academy of Dental Materials. 7, 281-287 (1991).</li><li>Gee, A. J., Davidson, C. L., Smith, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+modified+dilatometer+for+continuous+recording+of+volumetric+polymerization+shrinkage+of+composite+restorative+materials.">A modified dilatometer for continuous recording of volumetric polymerization shrinkage of composite restorative materials.</a> Journal of Dentistry. 9, 36-42 (1981).</li><li>Sakaguchi, R. L., Sasik, C. T., Bunczak, M. A., Douglas, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strain+gauge+method+for+measuring+polymerization+contraction+of+composite+restoratives.">Strain gauge method for measuring polymerization contraction of composite restoratives.</a> Journal of Dentistry. 19, 312-316 (1991).</li><li>Fogleman, E. A., Kelly, M. T., Grubbs, W. 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J., Choi, I. B., Lee, T. E., Sy, A., Suh, B. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Volumetric+shrinkage+of+composites+using+video-imaging.">Volumetric shrinkage of composites using video-imaging.</a> Journal of Dentistry. 31, 97-103 (2003).</li><li>Feilzer, A. J., De Gee, A. J., Davidson, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Setting+stress+in+composite+resin+in+relation+to+configuration+of+the+restoration.">Setting stress in composite resin in relation to configuration of the restoration.</a> Journal of Dental Research. 66, 1636-1639 (1987).</li><li>Li, J., Fok, A. S., Satterthwaite, J., Watts, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+the+full-field+polymerization+shrinkage+and+depth+of+cure+of+dental+composites+using+digital+image+correlation.">Measurement of the full-field polymerization shrinkage and depth of cure of dental composites using digital image correlation.</a> Dental Materials. 25, (2009).</li><li>Chuang, S. -. F., Chang, C. -. H., Chen, T. Y. -. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatially+resolved+assessments+of+composite+shrinkage+in+MOD+restorations+using+a+digital-image-correlation+technique.">Spatially resolved assessments of composite shrinkage in MOD restorations using a digital-image-correlation technique.</a> Dental Materials. 27, 134-143 (2011).</li><li>Arakawa, A., Morita, Y., Uchino, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymerization+Shrinkage+Behavior+of+Light+Cure+Resin+Composites+in+Cavities.">Polymerization Shrinkage Behavior of Light Cure Resin Composites in Cavities.</a> Journal of Biomechanical Science and Engineering. 4, 356-364 (2009).</li><li>Lee, M. R., Cho, B. H., Son, H. H., Um, C. M., Lee, I. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+cavity+dimension+and+restoration+methods+on+the+cusp+deflection+of+premolars+in+composite+restoration.">Influence of cavity dimension and restoration methods on the cusp deflection of premolars in composite restoration.</a> Dental Materials. 23, 288-295 (2007).</li><li>Park, J., Chang, J., Ferracane, J., Lee, I. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+should+composite+be+layered+to+reduce+shrinkage+stress:+Incremental+or+bulk+filling.">How should composite be layered to reduce shrinkage stress: Incremental or bulk filling.</a> Dental Materials. 24, 1501-1505 (2008).</li><li>Weinmann, W., Thalacker, C., Guggenberger, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Siloranes+in+dental+composites.">Siloranes in dental composites.</a> Dental Materials. 21, 68-74 (2005).</li><li>Silikas, N., Eliades, G., Watts, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+intensity+effects+on+resin-composite+degree+of+conversion+and+shrinkage+strain.">Light intensity effects on resin-composite degree of conversion and shrinkage strain.</a> Dental Materials. 16, 292-296 (2000).</li><li>Yaofeng, S., Pang, J. H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+of+optimal+subset+size+in+digital+image+correlation+of+speckle+pattern+images.">Study of optimal subset size in digital image correlation of speckle pattern images.</a> Optics and Lasers in Engineering. 45, 967-974 (2007).</li><li>Versluis, A., Tantbirojn, D., Pintado, M. R., DeLong, R., Douglas, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Residual+shrinkage+stress+distributions+in+molars+after+composite+restoration.">Residual shrinkage stress distributions in molars after composite restoration.</a> Dental Materials. 20, 554-564 (2004).</li><li>Sakaguchi, R. L., Wiltbank, B. D., Murchison, C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prediction+of+composite+elastic+modulus+and+polymerization+shrinkage+by+computational+micromechanics.">Prediction of composite elastic modulus and polymerization shrinkage by computational micromechanics.</a> Dental Materials. 20, 397-401 (2004).</li><li>Lecompte, D., Bossuyt, S., Cooreman, S., Sol, H., Vantomme, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> , (2007).</li><li>Huang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+Image+Correlation+with+Self-Adaptive+Gaussian+Windows.">Digital Image Correlation with Self-Adaptive Gaussian Windows.</a> Exp Mech. 53, 505-512 (2013).</li><li>Li, J., Lau, A., Fok, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+digital+image+correlation+to+full-field+measurement+of+shrinkage+strain+of+dental+composites.">Application of digital image correlation to full-field measurement of shrinkage strain of dental composites.</a> J. Zhejiang Univ. Sci. A. 14, 1-10 (2013).</li></ol>

L&#39;utilisation de cavités de verre avec la même forme et les dimensions pour la mesure de la déformation de retrait a été de réduire au minimum la variation des résultats en raison de différences dans la taille, anatomie et les propriétés des matériaux de dents humaines naturelles. En outre, le verre de silice fondue utilisé dans cette étude a un module de Young d&#39;un analogue de l&#39;émail, ce qui en fait un matériau simulant approprié pour les dents naturelles dans la mesure du comportement méc...

résines composites sont largement utilisés en dentisterie restauratrice en raison de leur esthétique supérieure et des propriétés de manipulation. Cependant, en dépit d&#39;être lié aux tissus dentaires, la rétraction de polymérisation des résines composites demeure une préoccupation clinique comme la contrainte de retrait au point peut provoquer un décollement à l&#39;interface dent-restauration 1 -2. Par conséquent, les bactéries peuvent envahir et de séjourner dans les domaines défaillants et entraîner des caries secondaires. D&#39;autre part, si la restauration est bien collée sur la dent, la contrainte de retrait peut provoquer des fissures dans les tissus dentaires. Chacune de ces pannes se mettre en péril la vie de service de la restauration dentaire, qui sera soumis à un grand nombre de cycles de charge thermique et mécanique. Mesure de la souche polymérisation en retrait et le stress est ainsi devenu indispensable dans le développement et l&#39;évaluation des résines composites dentaires 3-4 </sup&gt;. Diverses techniques ou méthodes de mesure ont été développés 5-11 dans le but principal de fournir une configuration simple pour mesurer le comportement de retrait de matériaux composites de résine de manière fiable. Alors que les mesures qu&#39;ils fournissent peuvent être suffisantes pour comparer les comportements de retrait de matériaux différents, ils ne contribuent pas à la compréhension de comment et où contrainte de retrait se développe dans les dents restaurées réels. Plus précisément, une question de grand intérêt est de savoir comment les parois de la cavité limitent le retrait de matériaux composites et conduit à la création d&#39;une contrainte de retrait dans les restaurations dentaires 12. On notera que, pour créer contrainte de retrait, une partie de la déformation de retrait de la résine composite qui doit être converti en déformation élastique à la traction. Il serait donc utile si cette composante de la contrainte dans la restauration peut être mesurée. Récemment, le plein champ souche mesure technique optique, corrélation d&#39;image numérique (DIC), a été appliquée à la mesure de shrinka librege des résines composites ainsi que des flux de matières dans les restaurations dentaires 13-15. L&#39;idée de base de la DIC est de suivre et de corréler les motifs visibles à la surface de l&#39;échantillon à partir des images séquentielles prises lors de sa déformation et par lequel le déplacement de champs de contraintes au cours de cette surface peut être déterminé. Mesure plein champ est l&#39;un des principaux avantages du procédé DIC, ce qui est particulièrement utile dans l&#39;observation de la déformation non uniforme et les modèles de contrainte 13. Dans cette étude, DIC a été utilisé pour découvrir les modèles de contrainte dans dentaires restaurations en composite de résine, dans le but de comprendre le développement de contrainte de retrait et l&#39;identification de sites potentiels pour décollement. Cette information n&#39;est pas directement disponible dans les travaux cités ci-dessus 14 à 15, qui ne mesurent le déplacement de la restauration due à la rétraction de polymérisation. La mesure a été effectuée à l&#39;aide de modèles qui simulent les dents avec mésio-occlusale-distales (MOD) caries comme une tentative de répliqueTE la contrainte ou de déformation en véritables restaurations dentaires. Bien que l&#39;utilisation de biens dents est plus anatomique représentant, l&#39;inconvénient de cette est les différences inhérentes significatives entre les dents de l&#39;anatomie, les propriétés mécaniques, degré d&#39;hydratation ainsi que les défauts internes invisibles 14 qui entraînent de grandes variations dans les résultats. Pour surmonter cet inconvénient, certaines études ont essayé de normaliser les échantillons de dents en les regroupant en fonction de la taille 16 buccale ou remplacé les dents tout à fait avec les modèles d&#39;un matériau de substitution 17. Par exemple, des modèles d&#39;aluminium qui ont un module de Young de l&#39;émail similaire (69 et 83 GPa, respectivement) ont été utilisées dans la mesure de la contrainte de retrait, avec le niveau de contrainte de retrait étant indiqué par la flèche 17 de la cuspide. Dans cette étude, les modèles de verre de silice (cavités) ont été utilisés à la place parce que le matériau présente également un module de semblable Young (63 GPa) à l&#39;émail humain et, comme il est transparentent, tout décollement ou de fissuration dans les échantillons peut être facilement observée.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="790">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:191px;">Dental composite Z100</td>
			<td style="width:167px;">3M ESPE</td>
			<td style="width:175px;">N362979</td>
			<td style="width:259px;">volume shrinkage ~ 2.5%, Young&#39;s modulus ~ 14 GPa</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:191px;">Dental composite Z250</td>
			<td>3M ESPE</td>
			<td style="width:175px;">N326080</td>
			<td style="width:259px;">volume shrinkage ~ 2.0%, Young&#39;s modulus ~ 11 GPa</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:191px;">Dental composite LS</td>
			<td>3M ESPE</td>
			<td style="width:175px;">N240313</td>
			<td style="width:259px;">volume shrinkage ~ 1%, Young&#39;s modulus ~ 10 GPa</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ceramic Primer</td>
			<td>3M ESPE</td>
			<td style="width:175px;">N167818</td>
			<td style="width:259px;">Rely X</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">LS System Adhesive</td>
			<td>3M ESPE</td>
			<td style="width:175px;">N391675</td>
			<td style="width:259px;">Adhesive for compoiste LS</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Adper Single Bond Plus</td>
			<td>3M ESPE</td>
			<td style="width:175px;">501757</td>
			<td style="width:259px;">Adhesive for compoiste Z100 and Z250</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Glass rod&#160;</td>
			<td>Corning Inc.</td>
			<td>&#160;Pyrex 7740 borosilicate&#160;</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:191px;">Curing light&#160;</td>
			<td>3M ESPE</td>
			<td>Elipar S10&#160;</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:191px;">White paint&#160;</td>
			<td>Krylon Product Group</td>
			<td style="width:175px;"></td>
			<td style="width:259px;">Indoor/Outdoor, Flat white</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:191px;">Charcoal powder&#160;</td>
			<td>Sigma Aldrich, Co.</td>
			<td style="width:175px;">BCBH6518V</td>
			<td style="width:259px;">Fluka activated charcoal</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">CCD camera&#160;</td>
			<td>Point Grey Research, Inc.</td>
			<td>Point Grey Gras-20S4C-C</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

shrinkage of dental composite in simulated cavity measured with digital image correlation

Retrait de polymérisation des résines composites dentaires peut conduire à un décollement de la restauration ou des tissus de la dent fissurée en dents composites restauré. Afin de comprendre où la souche et le stress et comment retrait développer dans ces dents restaurées, Digital Image Correlation (DIC) a été utilisé pour fournir une vue d&#39;ensemble des déplacements et des déformations des distributions dans les restaurations des modèles qui avaient subi le retrait de polymérisation. Les échantillons présentant des cavités de modèle ont été faites de tiges cylindriques en verre avec le diamètre et la longueur étant de 10 mm. Les dimensions de la cavité mésio-distale occlusale-(MOD) préparé dans chaque échantillon mesuré 3 mm et 2 mm de largeur et de profondeur, respectivement. Après remplissage de la cavité avec un composite de résine, la surface sous observation a été pulvérisé avec d&#39;abord une fine couche de peinture blanche et fine poudre de charbon de bois noir pour créer des taches à contraste élevé. Photos de cette surface ont ensuite été prises avant le durcissement et 5 min après. FiEnfin, les deux images ont été corrélés en utilisant le logiciel DIC pour calculer les déplacements et des déformations des distributions. Composite de résine rétrécie verticalement vers le fond de la cavité, avec la partie de la restauration ayant le plus grand déplacement vers le bas de la partie centrale supérieure. Dans le même temps, il rétrécit horizontalement en direction de son axe médian vertical. Le retrait du composite étiré du matériau au voisinage de l&#39;interface &quot;dent-restauration&quot;, ce qui entraîne des déviations de cuspides et les déformations de traction élevées près de la restauration. Matériel à proximité des murs ou le plancher cavité avait souches directs principalement dans les directions perpendiculaires aux interfaces. Sommation des deux composantes directes de contrainte a montré une distribution relativement uniforme autour de la restauration et son amplitude égale approximativement à la souche de retrait volumique de la matière.

Trois échantillons ont été testés pour chaque matériau. Après chaque essai, l&#39;échantillon a été examiné par les yeux ou, si nécessaire, à l&#39;aide d&#39;un microscope. Pas de décollement apparente à la &quot;dent-restauration&quot; interface ou la fissuration a été trouvé. La résolution des images était de 1600 x 1180 pixels avec une taille de pixel de 5,8 mm. Avec une taille de fenêtre de sous-ensemble de 32 pixels, la résolution spatiale de la répartition de dé...

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Shrinkage of Dental Composite in Simulated Cavity Measured with Digital Image Correlation

Afin de comprendre le développement spatial de stress polymérisation en retrait dans les restaurations en résine composite dentaire, Corrélation de l&#39;image a été utilisée pour fournir plein champ mesure déplacement / déformation de restaurées modèle cavités de verre en corrélant les images de la restauration prises avant et après polymérisation.

Le retrait du composite dentaire dans la cavité simulée mesurée avec corrélation d&#39;images numériques

Polymerization shrinkage of dental resin composites can lead to restoration debonding or cracked tooth tissues in composite-restored teeth. In order to ...

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