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

Este estudo foi apoiado pelo Centro de Minnesota Dental Research de Biomateriais e Biomecânica (MDRCBB).

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...

<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>

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...

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 </sup&gt;. 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.

<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

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 &quot;dente-restauração&quot; 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.

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 &quot;dente-restauração&quot; 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. <p class="jove_...

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

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.

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

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

Research

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