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

この研究は、バイオマテリアルやバイオメカニクスのためのミネソタ歯科研究センター（MDRCBB）によってサポートされていました。

注意：物質一覧に記載されているように、Z100、Z250およびLSを：三歯科用レジンコンポジットガラスキャビティを用いて調べた。これらの中で、LSは、（それぞれ約2％及び〜2.5％）、Z250及びZ100よりもはるかに低い周辺1.0％の体積収縮を有する低収縮性樹脂複合材料、18〜19であることが知られている。この研究で使用される装置及び他の材料もまた、資料一覧に記載されている。 <p...

<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>

収縮ひずみ測定用の同じ形状および寸法を有するガラスキャビティの使用は、天然のヒトの歯の大きさ、解剖学的構造および材料特性の違いによる結果のばらつきを最小限に抑えることであった。また、この研究で使用した溶融シリカガラスは、それまでの機械的挙動が21-22に関しては天然歯に適した模擬材料作り、エナメル質と類似のヤング率を有する。実際の歯の修復において、...

樹脂複合材料は、広くその優れた審美性及びハンドリング性の修復歯科学において使用される。しかし、歯の組織に接着されているにもかかわらず、樹脂複合材の重合収縮が開発収縮応力が歯修復インタフェース1 -2にデボンディング原因となり、臨床的関心事のまま。その結果、細菌が侵入して存在して失敗した地域で、二次カリエスになることがあります。復元がよく、歯に接着されている一方、収縮応力は、歯の組織においてクラックが発生することができる。これらの障害のいずれかが熱的および機械的荷重の多数のサイクルに供される、歯科修復物の寿命を危険にさらすであろう。 重合収縮ひずみと応力の測定は、このように歯科用レジンコンポジット3-4の開発と評価に必要不可欠となっている</SUP&gt;。種々の測定技術又は方法は、確実に樹脂複合材料の収縮挙動を測定するための簡単なセットアップを提供することを主な目的と5-11が開発されている。それらが提供する測定値が異なる材料の収縮挙動を比較するための十分であるかもしれないが、彼らはどのように、どこ収縮応力が実際の復元歯に発症の理解を助けていない。具体的には、大きな関心の問題は、キャビティ壁が歯科修復物12内の収縮応力の創造に複合材料およびリードの収縮を拘束する方法です。収縮応力は、樹脂複合材の収縮ひずみの一部を作成するために、なお、引張弾性歪みに変換されなければならない。修復の歪みのこの成分を測定することができれば有用であろう。近年、光全視野歪測定技術、デジタル画像相関（DIC）は、遊離shrinkaの測定に適用されている歯科修復物13〜15の樹脂複合材だけでなく、材料の流れのGE。 DICの基本的な考え方は、表面上の変位及び歪み場を決定することができるその変形中に撮影の連続画像から、試料表面上の可視パターンを追跡し、相関させることである。全視野測定は、不均一な変形や歪みパターン13を観察する際に特に有用であるDIC法の主な利点の一つである。本研究では、DICは収縮応力の発達を理解し、剥離のための潜在的部位を同定する目的で、歯科用樹脂複合修復の歪みパターンを発見するために使用した。この情報は、原因重合収縮への復帰の変位を測定した14〜15の上に引用した作品で直接使用できません。測定は、レプリカにしようとして、近心 - 咬合 - 遠位（MOD）歯の空洞に歯をシミュレートしたモデルを用いて行った実際の歯科修復物の応力やひずみをTEを本物の歯の使用は、より解剖学的に表しているが、それの欠点は、結果に大きな変動につながる解剖学、機械的性質、水和の程度だけでなく、目に見えない内部欠陥14における歯間に有意固有の違いである。このような欠点を克服するために、いくつかの研究では、口腔内のサイズ16またはサロゲート材料17のモデルと完全に歯を置き換えるという点でそれらをグループ化することによって、歯のサンプルを標準化しようとしています。たとえば、（それぞれ、69および83 GPaと）エナメル類似のヤング率を有するアルミニウムモデルは、カスプ偏向17によって示される収縮応力のレベルと、収縮応力測定に用いられている。材料はまた、·透明であるように、同様のヤング率（GPaの63）ヒトエナメル質を有しているため、本研究では、石英ガラスモデル（キャビティ）を代わりに使用したENT、検体中の任意の剥離やクラックが容易に観察することができる。

<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

歯科用レジンコンポジットの重合収縮は、コンポジット·復元された歯に修復剥離やひび割れ歯の組織につながることができます。方法および収縮ひずみと応力は、復元された歯に開発を理解するために、デジタル画像相関（DIC）が施さ重合収縮を有したモデル修復内変位およびひずみ分布の包括的なビューを提供するために使用した。 モデル空洞を有する標本は、直径および長さの両方が10mmである円筒形ガラス棒で作られていた。各試料に調製近心 - 遠位咬合 - （MOD）キャビティの寸法は、それぞれ、幅及び深さ3mmから2mmの測定された。樹脂複合体で空洞を充填した後、観察下の表面は、白色塗料の第一の薄膜層と高コントラストのスペックルを作成するために、次いで微細な黒色木炭粉末を噴霧した。その面の写真は、その後、後硬化し、5分前に撮影された。 Fiのナリーは2つの写真は、変位及び歪み分布を計算するためにDICソフトウェアを使用して相関していた。 樹脂複合最大の下方への変位を持つ修復の上部中央部に、空洞の底部に向かって垂直方向に縮小して。同時に、それはその垂直正中線に向かって水平に収縮する。複合材料の収縮は咬頭たわみと復元の周りの高引張ひずみ、その結果、「歯の修復」界面近傍の材料を伸ばした。空洞壁や床に近い材料は主にインターフェースに垂直な方向に、直接株を持っていた。 2直接ひずみ成分の総和は回復を中心に比較的均一な分布を示し、その大きさは、材料の体積収縮ひずみを約等しかった。

3つの試験片を各材料について試験した。必要に応じて、各試験の後、試料を顕微鏡を用いて、目で検査し又はした。 「歯の修復」のインターフェイスやクラックの明らかな剥離が見つかりませんでした。 ピクチャの解像度は5.8ミリメートルのピクセルサイズを有する1,600×1,180ピクセルであった。 32ピクセルのサブセットのウィンドウサイズと、変位分布の空間分解能?...

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

歯科用樹脂複合修復における重合収縮応力の空間的な開発を理解するために、デジタル画像相関は、重合前及び後に撮影した修復物の画像を相関させることによって、復元されたモデルガラスキャビティの全視野変位/歪測定を提供するために使用した。

模擬空洞内に歯科用コンポジットの収縮は、デジタル画像相関で測定

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