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

Questo studio è stato sostenuto dal Minnesota Dental Centro di Ricerca per Biomateriali e Biomeccanica (MDRCBB).

Nota: Tre resine composite dentali sono state studiate utilizzando le cavità di vetro: Z100, Z250 e LS, elencati nella Lista dei materiali. Tra questi, LS è noto per essere un composito di resina a basso restringimento con una contrazione volumetrica di circa 1,0%, molto inferiori a quelli di Z250 e Z100 (~ 2% e ~ 2,5%, rispettivamente) 18-19. Le attrezzature e altri materiali utilizzati in questo studio sono anche indicati in Materials List. 1. Modello Preparazione della cavità ...

<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. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laser+interferometric+method+for+measuring+linear+polymerization+shrinkage+in+light+cured+dental+restoratives.">Laser interferometric method for measuring linear polymerization shrinkage in light cured dental restoratives.</a> Dental Materials. 18, 324-330 (2002).</li><li>Arenas, G., Noriega, S., Vallo, C., Duchowicz, R. <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+of+a+dental+resin+composite+determined+by+a+fiber+optic+Fizeau+interferometer.">Polymerization shrinkage of a dental resin composite determined by a fiber optic Fizeau interferometer.</a> Optics Communications. 271, 581-586 (2007).</li><li>Demoli, N., 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+interferometry+for+measuring+of+the+resin+composite+thickness+variation+during+blue+light+polymerization.">Digital interferometry for measuring of the resin composite thickness variation during blue light polymerization.</a> Optics Communications. 231, 45-51 (2004).</li><li>Sharp, L. 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;uso di cavità di vetro con la stessa forma e dimensioni per la misurazione della deformazione restringimento era di ridurre le variazioni dei risultati a causa di differenze di dimensioni, anatomia e proprietà del materiale di denti umani naturali. Inoltre, il vetro di silice fusa utilizzato in questo studio ha un modulo di Young simile allo smalto, rendendolo un materiale simulante adatto per denti naturali per quanto riguarda il comportamento meccanico 21-22. Sebbene in restauri dentali reali, la re...

Resine composite sono ampiamente utilizzati in odontoiatria restaurativa a causa della loro estetica superiore e maneggevolezza. Tuttavia, nonostante sia legato ai tessuti dentali, la contrazione da polimerizzazione di compositi di resina rimane un problema clinico come stress da contrazione sviluppato può causare delaminazione all&#39;interfaccia dente-restauro 1 -2. Di conseguenza, i batteri possono invadere e risiedere in zone fallito e provocare carie secondarie. D&#39;altra parte, se il restauro è ben legata al dente, lo stress restringimento può provocare screpolature nei tessuti dentali. Uno di questi fallimenti comprometterà la durata della restaurazione dentale, che sarà sottoposto ad un elevato numero di cicli di carico termico e meccanico. Misurazione di tensione da polimerizzazione e lo stress è diventato così indispensabile per lo sviluppo e la valutazione delle resine composite dentali 3-4 </sup&gt;. Varie tecniche o metodi di misurazione sono stati sviluppati 5-11 con lo scopo principale di fornire una configurazione semplice per misurare il comportamento di ritiro dei materiali compositi di resina affidabile. Mentre le misurazioni che forniscono possono essere sufficienti per confrontare i comportamenti di ritiro di materiali diversi, non aiutano nella comprensione di come e dove stress da contrazione sviluppa in denti restaurati reali. In particolare, una questione di grande interesse è come le pareti della cavità limitano la contrazione dei compositi e porta alla creazione di stress da contrazione nei restauri dentali 12. Si noti che, per creare stress da contrazione, parte del ceppo contrazione del composito resina deve essere convertito in deformazione elastica a trazione. Sarebbe pertanto utile se questa componente del ceppo nel restauro può essere misurata. Recentemente, l&#39;intero campo di deformazione misurazione tecnica ottica, Digital Image Correlation (DIC), è stato applicato alla misurazione di shrinka liberoge di materiali compositi di resina, così come il flusso dei materiali in protesi dentali 13-15. L&#39;idea di base di DIC è seguire e correlare modelli visibili sulla superficie del campione da immagini sequenziali prelevati durante la sua deformazione per cui lo spostamento e campi di deformazione su quella superficie possono essere determinati. Misura tutto campo è uno dei principali vantaggi del metodo DIC, che è particolarmente utile in osservazione deformazione non uniforme e modelli di deformazione 13. In questo studio, DIC stato usato per scoprire i modelli di deformazione in restauri resina composita dentale, allo scopo di comprendere lo sviluppo di stress da contrazione e identificare siti potenziali per delaminazione. Questa informazione non è direttamente disponibile nelle opere citate sopra 14-15, che misura solo lo spostamento del restauro causa di polimerizzazione. La misurazione è stata condotta utilizzando modelli che hanno simulato denti con mesio-occlusale-distale (MOD) cavità dente come un tentativo di replicaTe lo stress o tensione nella protesi reali. Sebbene l&#39;uso di denti reale è più anatomicamente rappresentante, lo svantaggio di questo è le significative differenze intrinseche tra i denti di anatomia, proprietà meccaniche, grado di idratazione e difetti interni invisibili 14 che portano a grandi variazioni nei risultati. Per superare tale inconveniente, alcuni studi hanno cercato di standardizzare campioni denti, raggruppandoli in termini di dimensioni buccale 16 o sostituito i denti tutto con modelli di un materiale surrogato 17. Ad esempio, i modelli di alluminio aventi un modulo di Young simile allo smalto (69 e 83 GPa, rispettivamente) sono stati impiegati nella misurazione stress da contrazione, con il livello di stress da contrazione è indicata dalla cuspide deflessione 17. In questo studio, modelli di vetro di silice (cavità) sono stati utilizzati, invece, perché il materiale ha un modulo di Young simile (63 GPa) di smalto umano e, come è trasparenteent, ogni delaminazione o incrinatura dei campioni possono essere facilmente osservati.

<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

Polimerizzazione delle resine composite dentali può portare alla delaminazione ripristino o tessuti dente rotto nei denti compositi restaurato. Per capire dove e come tensione e stress da contrazione sviluppare in tali denti restaurati, Digital Image Correlation (DIC) è stato utilizzato per fornire una visione completa delle distribuzioni di spostamento e deformazione all&#39;interno restauri del modello che avevano subito polimerizzazione. I campioni con modello cavità erano fatte di canne di vetro cilindriche sia con diametro e la lunghezza è di 10 mm. Le dimensioni della cavità mesio-occlusale-distale (MOD) preparato in ciascun campione misurato 3 mm e 2 mm di larghezza e profondità rispettivamente. Dopo aver riempito la cavità con resina composita, la superficie sotto osservazione è stato spruzzato con un primo strato sottile di vernice bianca e allora bene carbone polvere nera per creare macchiettature alto contrasto. Foto di quella superficie sono state poi prese prima cura e 5 minuti dopo. FiNally, le due immagini sono stati correlati utilizzando il software DIC per calcolare le distribuzioni di spostamento e deformazione. La resina composita ridotta orizzontalmente verso il fondo della cavità, con la parte centrale superiore del restauro avente il più grande spostamento verso il basso. Allo stesso tempo, si restringe orizzontalmente verso la linea mediana verticale. Contrazione del composito allungato il materiale nelle vicinanze dell&#39;interfaccia &quot;dente-restauro&quot;, con conseguente deviazioni cuspidali e ceppi ad alta resistenza di tutto il restauro. Materiale vicino alle pareti della cavità o piano aveva ceppi diretti soprattutto nelle direzioni perpendicolari alle interfacce. Sommatoria dei due componenti scalo deformazione mostrato una distribuzione relativamente uniforme intorno il restauro e la sua grandezza pari a circa al ceppo ritiro volumetrico del materiale.

Tre campioni sono stati saggiati per ciascun materiale. Dopo ogni test, il campione è stato esaminato da occhi o, se necessario, utilizzando un microscopio. È stata trovata alcuna apparente delaminazione all&#39;interfaccia &quot;dente-restauro&quot; o di cracking. La risoluzione delle immagini era 1.600 x 1.180 pixel con una dimensione di pixel di 5,8 mm. Con una dimensione di finestra sottoinsieme di 32 pixel, la risoluzione spaziale delle distribuzioni di spostamento era circa 186 mm. <...

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

Per capire lo sviluppo territoriale dello stress da polimerizzazione nei restauri resina composita dentale, Digital Image Correlation è stato utilizzato per fornire a tutto campo la misura dello spostamento / deformazione del modello cavità vetro restaurate correlando le immagini del restauro prese prima e dopo la polimerizzazione.

Restringimento della Dental composito in simulata cavità misurato con Digital Image Correlation

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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