*Anna Szufnara1, Sylwia Majewska-Beśka2, Agata Szczesio-Włodarczyk3, Joanna Nowak3, Joanna Szczepańska2
Ocena wytrzymałości połączenia materiału Equia Forte z powierzchnią szkliwa i zębiny zębów stałych z niezakończonym rozwojem – badania in vitro
Shear bond strength of Equia Forte with enamel and dentin of permanent immature teeth – in vitro study
1Doctoral studies, Department of Paediatric Dentistry, Medical University of Łódź
Head of Department: Professor Joanna Szczepańska, MD, PhD
2Department of Paediatric Dentistry, Medical University of Łódź
Head of Department: Professor Joanna Szczepańska, MD, PhD
3University Material Research Laboratory, Medical University of Łódź
Head of Laboratory: Professor Jerzy Sokołowski, MD, PhDi
Streszczenie
Wstęp. Rozwój nowych materiałów szkło-jonomerowych pozwala leczyć głębokie ubytki próchnicowe w sposób minimalnie inwazyjny. Zastosowanie w praktyce znajdują również bioaktywne materiały, które poprzez swoje właściwości remineralizujące regenerują tkanki zęba. Przykład stanowi bioaktywne szkło – preparat Sylc.
Cel pracy. Celem pracy była ocena wytrzymałości połączenia szkło-jonomeru Equia Forte z powierzchnią szkliwa i zębiny zębów stałych z niezakończonym rozwojem. Analizie został poddany również wpływ piaskowania preparatem Sylc oraz starzenia termicznego na jakość adhezji materiału względem tkanek zęba.
Materiał i metody. Badania przeprowadzono na zębach stałych niedojrzałych. Materiał szkło-jonomerowy do wypełnień stanowiła Equia Forte (GC), a bioaktywne szkło – preparat Sylc (GlaxoSmithKline). Wyróżniono 8 grup badanych, uwzględniając: typ tkanki zęba – szkliwo/zębina, przygotowanie powierzchni ubytku – piaskowanie/brak piaskowania, szoki termiczne w postaci 500 termocykli w przedziale temperatur 5-55°C. Otrzymane wyniki zostały ukazane jako średnia i odchylenie standardowe. Oceniano normalność rozkładu danych, jednorodność wariacji, istotność różnic między dwiema niezależnymi grupami zmiennych dyskretnych lub zmiennych odbiegających od normalności. Określano również prawdopodobieństwo ujawnionych różnic między danymi wynikami, przez czysty przypadek.
Wyniki. Wartości średnich naprężeń dla poszczególnych tkanek wynosiły odpowiednio dla szkliwa i zębiny: 7,57 MPa ± 2,72 i 6,74 MPa ± 1,63, natomiast po wypiaskowaniu powierzchni szkliwa i zębiny preparatem Sylc: 7,53 MPa ± 1,88 i 5,74 MPa ± 2,03. Wypiaskowanie preparatem Sylc powierzchni zębiny zęba stałego z niezakończonym rozwojem istotnie statystycznie osłabiło wytrzymałość połączenia materiału szkło-jonomerowego Equia Forte z tą tkanką, w warunkach wytworzonych poprzez zadanie 500 termocykli (6,91 MPa ± 1,94 vs 4,34 MPa ± 2,00, P2-str. bootstrap < 0,004).
Wnioski. W badaniach doświadczalnych piaskowanie ubytku preparatem Sylc osłabia wytrzymałość połączenia materiału Equia Forte względem szkliwa i zębiny zębów stałych z niezakończonym rozwojem. Szoki termiczne wpływają na osłabienie adhezji materiału do powierzchni badanych tkanek.
Summary
Introduction. Development of new glass-ionomer materials allows to treat deep caries lesions in a minimally invasive manner. Bioactive materials, which regenerate tooth tissue through their remineralising properties, are also used in practice. The Sylc preparation is an example of bioactive glass.
Aim. The aim of this study was to evaluate the shear bond strength of glass-ionomer Equia Forte with enamel and dentine surfaces of permanent immature teeth. The effect of sandblasting with Sylc as well as thermal ageing on the quality of material adhesion in relation to tooth tissues was also analysed.
Material and methods. The study was conducted on immature permanent teeth. Equia Forte (GC) was used as glass-ionomer filling material whereas the Sylc (GlaxoSmithKline) preparation served as bioactive glass. The subjects of the study were classified into eight study groups according to: the type of tooth tissue – enamel/dentin, cavity surface preparation: sandblasting/no sandblasting, thermal shocks including 500 thermocycles at a temperature ranging 5-55°C. The obtained results are shown as mean and standard deviation. The normality of data distribution, homogeneity of variations, significance of differences between two independent groups of discrete variables or variables deviating from normality were assessed. The probability of revealed differences between the given results was also determined by pure chance.
Results. The mean values of shear bond stresses for individual tissues were 7.57 MPa ± 2.72 for enamel and 6.74 MPa ± 1.63 for dentin. After sandblasting the enamel and dentin surfaces with the Sylc preparation, the values were 7.53 MPa ± 1.88 and 5.74 MPa ± 2.03, respectively. Sanding with Sylc of the dentin surface of a permanent tooth with incomplete development statistically significantly weakened the strength of the bond of the Equia Forte glass ionomer material with this tissue under the conditions created by applying 500 thermocycles (6.91 MPa ± 1.94 vs. 4.34 MPa ± 2.00, P2-str. bootstrap < 0.004).
Conclusions. The experimental study shows that sandblasting with the Sylc preparation weakens the shear bond strength of the Equia Forte material against enamel and dentin of permanent immature teeth. Thermal shocks weaken adhesion of the material to the surface of the studied tissues.
Wstęp
Postęp w dziedzinie materiałoznawstwa spowodował, że materiały szkło-jonomerowe stały się popularnym wypełnieniem zarówno w uzębieniu stałym, jak i mlecznym. W stomatologii dziecięcej niezwykle ważny jest wybór materiału, który umożliwi wypełnienie ubytku w sposób zachowujący jak najwięcej tkanek twardych zęba oraz zapewniający możliwość remineralizacji. Szkło-jonomery posiadają zdolność do uwalniania jonów fluoru w dłuższym czasie od aplikacji, dzięki czemu możliwe jest zastosowanie ich w leczeniu głębokich ubytków próchnicowych. Podczas pracy z dzieckiem niezwykle istotne jest podejmowanie procedur terapeutycznych, które ograniczą czas leczenia oraz ilość niezbędnych wizyt w gabinecie. W przypadku ograniczonej współpracy z pacjentem zdolność szkło-jonomerów do wiązania w środowisku wilgotnym, coraz szybszy proces polimeryzacji i prosta procedura aplikacji sprawiają, iż stają się one materiałem z wyboru (1-3).
Materiał do wypełnień ubytków w zębach stałych z niezakończonym rozwojem powinien charakteryzować się dobrym przyleganiem do tkanek zęba, które pozwoli pozostać wypełnieniu w jamie ustnej długotrwale, bez konieczności jego wymiany. Należy dążyć do wykorzystywania potencjału bioaktywnych materiałów o zdolnościach remineralizacyjnych celem regeneracji tkanek zęba. W przypadku leczenia głębokich ubytków próchnicowych pożądanym działaniem jest podwyższenie pH środowiska, które wpływa pozytywnie na uzyskane efekty terapii (4).
Do grupy bioaktywnych materiałów zaliczamy, łączące się trwale z tkanką kostną, bioaktywne szkła. Ich wynalezienie przypisuje się Henchowi, który w 1969 roku wytworzył szkło o numerze 45S5 (SiO2 [45%], P2O5 [6%], CaO [24,5%], Na2O [24,5%]). Nazwa odnosi się do składu chemicznego – SiO2 stanowi 45% wagi, natomiast stosunek molowy Ca:P wynosi 5 (5). Bioaktywność w stomatologii przekłada się na zdolność materiału do wytworzenia warstwy hydroksyapatytu (HA) na powierzchni szkliwa i zębiny. Przykładem takiego preparatu jest proszek Sylc z grupy Bioglass. W kontakcie ze zdemineralizowaną powierzchnią zęba preparat ten indukuje wytworzenie się związków HA i fosforanu B-trójwapniowego (B-TCP), co w konsekwencji powoduje jego remineralizację. Aplikacja bioaktywnego szkła na powierzchnię zębiny skutkuje alkalizacją jej powierzchni. Alkalizacja jest jednakże niższa niż w przypadku zastosowania materiału MTA (ang. mineral trioxide aggregate) (Medcem, Weinfelden, Szwajcaria) lub wodorotlenku wapnia (Pulpdent, Oakland, Kalifornia) (4). Cecha ta ma bezpośrednie przełożenie na dobre właściwości przeciwbakteryjne Bioglassu wobec szczepów Streptococcus mutans i Porphyromonas gingivalis (6).
W dostępnym piśmiennictwie brak jest doniesień o wpływie piaskowania bioszkłem szkliwa i zębiny zębów stałych niedojrzałych na wytrzymałość połączenia wypełnienia szkło-jonomerowego z tkankami zęba. Badacze analizowali wpływ piaskowania powierzchni zębiny bioaktywnym szkłem na jakość adhezji cementu kompozytowego. Analiza Carvalho i wsp. wykazała, iż procedura ta nie zaburza jakości wiązania wypełnienia z tkankami zęba (7). Jednakże, badania Ballal i wsp. (4) wskazują, iż alkalizacja środowiska powodowana przez aplikację bioszkła negatywnie wpływa na siłę wiązania materiałów kompozytowych zarówno wymagających trawienia, jak i samotrawiących.
Cel pracy
Celem pracy była ocena wytrzymałości połączenia szkło-jonomeru Equia Forte z powierzchnią szkliwa i zębiny zębów stałych z niezakończonym rozwojem. Analizie został poddany również wpływ piaskowania preparatem Sylc oraz starzenia termicznego na jakość adhezji względem tkanek zęba.
Materiał i metody
Badania uzyskały zgodę Komisji Bioetycznej przy Uniwersytecie Medycznym w Łodzi o numerze RNN/154/19/KE z dnia 12 marca 2019 roku. Do badań wykorzystano 132 próbki zębów stałych trzonowych (pierwszych, drugich i trzecich) z niezakończonym rozwojem usuniętych z przyczyn chirurgicznych, ortodontycznych lub zmian zapalnych. Zęby po ekstrakcji przechowywane były do czasu badania w 2% roztworze azydku sodu, w temperaturze pokojowej. Celem przygotowania zębów do testów odcięto ich korzenie, a koronę przecięto mezjalno-dystalnie na dwie części za pomocą przecinarki precyzyjnej Presi-Mecatome T 201 (Presi, Francja) z wykorzystaniem tarczy z nasypem diamentowym (ryc. 1). Zęby umieszczone zostały w pierścieniach PCV o wymiarach: wysokość 2 cm i średnica wewnętrza 18 mm. Wnętrze pierścienia wypełniono akrylem (ryc. 2, 3). Powierzchnię zębów, celem uzyskania gładkiej i równoległej struktury, szlifowano papierem ściernym z nasypem z węgliku krzemu o ziarnistości 180, 240, 400, 600, korzystając ze szlifierko-polerki Presi Minitech 233 (Presi, Francja) (ryc. 4). Szybkość obrotów wynosiła 320 rpm, zastosowano chłodzenie wodne. Próbki zębów podzielono losowo na 8 grup badanych (tab. 1):
1. zębina,
2. zębina + piaskowanie,
3. zębina + termocykler,
4. zębina + piaskowanie + termocykler,
5. szkliwo,
6. szkliwo + piaskowanie,
7. szkliwo + termocykler,
8. szkliwo + piaskowanie + termocykler.
Ryc. 1. Piła z nasypem diamentowym Presi-Mecatome T 201
Ryc. 2. Przygotowanie próbek
Ryc. 3. Przygotowane próbki zębinowe
Ryc. 4. Polerka Presi Minitech 233
Tab. 1. Średnie wartości naprężeń w teście ścinania z podziałem na szkliwo i zębinę
Lp./No | Grupa badana | n | Średnia Mean (MPa) | SD | Max (MPa) | Min (MPa) |
1 | Zębina Dentine | 27 | 6,74 | 1,63 | 10,00 | 3,55 |
2 | Zębina + piaskowanie Dentine + sandblasting | 29 | 5,74 | 2,03 | 9,34 | 1,42 |
3 | Zębina + termocykler Dentine + thermocycler | 11 | 6,91 | 1,94 | 7,79 | 5,25 |
4 | Zębina + piaskowanie + termocykler Dentine + sandblasting + thermocycler | 11 | 4,34 | 2,0 | 7,63 | 0,29 |
5 | Szkliwo Enamel | 15 | 7,57 | 2,72 | 9,53 | 5,90 |
6 | Szkliwo + piaskowanie Enamel + sandblasting | 15 | 7,53 | 1,88 | 10,20 | 4,24 |
7 | Szkliwo + termocykler Enamel + thermocycler | 12 | 6,38 | 3,3 | 7,90 | 3,50 |
8 | Szkliwo + piaskowanie + termocykler Enamel + sandblasting + thermocycler | 12 | 5,27 | 1,77 | 7,38 | 2,73 |
SD – odchylenie standardowe
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Santamaría RM, Abudrya MH, Gül G et al.: How to Intervene in the Caries Process: Dentin Caries in Primary Teeth. Caries Res 2020; 54(4): 306-323.
2. Iaculli F, Salucci A, Di Giorgio G et al.: Bond strength of self-adhesive flowable composites and glass ionomer cements to primary teeth: A systematic review and meta-analysis of in vitro studies. Materials (Basel) 2021; 14(21). Epub ahead of print.
3. Peric T, Markovic E, Markovic D et al.: Meta-analysis of in-vitro bonding of glass-ionomer restorative materials to primary teeth. Materials (Basel) 2021; 14(14): 1-11.
4. Ballal NV, Gandhi P, Kashyap NN: Influence of particulate alkaline biomaterial remnants in dentin on the adhesion of two resin-based bonding systems. Microsc Res Tech 2021; 84(5): 1036-1041.
5. Mocquot C, Attik N, Pradelle-Plasse N et al.: Bioactivity assessment of bioactive glasses for dental applications: A critical review. Dent Mater 2020; 36(9): 1116-1143.
6. Palza Cordero H, Castro Cid R, Diaz Dosque M et al.: Li-doped bioglass® 45S5 for potential treatment of prevalent oral diseases. J Dent 2021; 105. Epub ahead of print.
7. Carvalho EM, Lima DM, Carvalho CN et al.: Effect of airborne-particle abrasion on dentin with experimental niobophosphate bioactive glass on the microtensile bond strength of resin cements. J Prosthodont Res 2015; 59(2): 129-135.
8. Szczesio-Wlodarczyk A, Sokolowski J, Kleczewska J et al.: Ageing of dental composites based on methacrylate resins – A critical review of the causes and method of assessment. Polymers (Basel) 2020; 12(4): 1-18.
9. Karadas M, Atıcı MG: Bond strength and adaptation of pulp capping materials to dentin. Microsc Res Tech 2020; 83(5): 514-522.
10. François P, Greenwall-Cohen J, Goff S Le et al.: Shear bond strength and interfacial analysis of high-viscosity glass ionomer cement bonded to dentin with protocols including silver diammine fluoride. J Oral Sci 2020; 62(4): 444-448.
11. Meral E, Baseren N: Shear bond strength and microleakage of novel glass-ionomer cements: An In vitro Study. Niger J Clin Pract 2019; 22(4): 566-572.
12. Sheikh Hasani Y, Paryab M, Saffarpour A et al.: The Effect of Disinfection with Chlorhexidine on the Shear Bond Strength of Equia Resin-Modified Glass Ionomer Cement to Dentin in Permanent Teeth after Two Thermocycling Protocols. J Dent (Shiraz, Iran) 2017; 18(4): 265-271.
13. Cebe MA, Polat S, Cebe F et al.: Bonding performance of two newly developed self-adhering materials between zirconium and dentin. Niger J Clin Pract 2015; 18(2): 221-226.
14. Latta MA, Tsujimoto A, Takamizawa T et al.: Enamel and dentin bond durability of self-adhesive restorative materials. J Adhes Dent 2020; 22(1): 99-105.
15. Latta MA, Radniecki SM: Bond strength of self-adhesive restorative materials affected by smear layer thickness but not dentin desiccation. J Adhes Dent 2020; 22(1): 79-84.