© Borgis - Nowa Stomatologia 3/2008, s. 97-102
*Konrad Małkiewicz1, Marta Gładkowska2
Zmiana kolorystyki materiałów złożonych pod wpływem barwników spożywczych
Color changes of dental composites after storage in food colorants
1Zakład Stomatologii Zachowawczej Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego
Kierownik Zakładu: prof. dr hab. Elżbieta Jodkowska
2Katedra i Zakład Protetyki Stomatologicznej Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego
Kierownik Katedry: prof. dr hab. Elżbieta Mierzwińska-Nastalska
Wstęp
Materiały złożone na bazie żywic, polimeryzowane światłem widzialnym stały się podstawowym narzędziem pracy dla lekarzy wykonujących zabiegi lecznicze w zakresie stomatologii zachowawczej. Ich powszechna dostępność, zadowalająca estetyka, łatwość pracy, możliwość stosowania w technikach bezpośrednich i pośrednich a także szybki efekt leczniczy sprawiają, że obecnie nie istnieje alternatywna grupa materiałów dentystycznych do odtwarzania utraconych tkanek zęba metodami minimalnie inwazyjnymi. Niestety obok wymienionych zalet materiały złożone nie są wolne od wad, wśród których najczęściej wymieniane to: degradacja systemu łączącego w miejscu połączenia z tkankami zęba oraz skurcz polimeryzacyjny prowadzący do utraty szczelności brzeżnej sprzyjającej rozwojowi próchnicy wtórnej. Zjawiska te opisywane są szeroko w opracowaniach poświęconych epidemiologii próchnicy i badaniom klinicznym materiałów do wypełnień. Mniej uwagi, zwłaszcza w literaturze krajowej, poświęca się stabilności chemicznej i strukturalnej materiałów złożonych, warunkującym ich długoterminowe użytkowanie w jamie ustnej oraz długotrwały dobry efekt estetyczny wypełnień założonych w odcinku przednim uzębienia. Materiały złożone, co sugeruje ich nazwa, nie są substancjami o jednolitej budowie chemicznej. Wyniki licznych badań (1) (laboratoryjnych i klinicznych) omawianych materiałów wskazują, iż zarówno bezpośrednio po polimeryzacji ich jak i w późniejszym czasie dochodzi w nich do utraty składników organicznych i nieorganicznych. Wraz z utratą poszczególnych komponentów zmieniają się parametry wytrzymałościowe oraz porowatość wypełnienia. Dochodzi do powolnego ubytku jego masy oraz pogorszenia się właściwości estetycznych. Jednym ze zjawisk towarzyszących degradacji i długotrwałemu użytkowaniu materiałów złożonych w środowisku jamy ustnej jest ich podatność na absorpcję substancji barwnych (2-5). Kolor odbudowy utraconych tkanek zęba, obok jej kształtu, jest najważniejszym czynnikiem decydującym o sukcesie klinicznym rozpatrywanym w kategorii estetyki. Zmiana właściwości optycznych (w tym barwy) materiału złożonego zachodzi już w czasie jego polimeryzacji w ubytku oraz bezpośrednio po założeniu wypełnienia na skutek absorpcji wody ze środowiska jamy ustnej. W ciągu użytkowania wypełnienia następuje dalsza zmiana jego barwy na skutek inkorporacji barwników w jego strukturę (6, 7).
Lekarz zakładający wypełnienie klasy III czy IV wg Black´a stoi przed trudnym zadaniem doboru koloru materiału przed jego aplikacją. Musi brać pod uwagę dehydratację tkanek zęba manifestującą się wzrostem ich jasności, efekt usieciowania materiału złożonego w procesie polimeryzacji, a także zmianę koloru wypełnienia i otaczających go tkanek na skutek sorpcji wody ze środowiska jamy ustnej. Jeśli mimo wymienionych powyżej niekorzystnych czynników zarówno lekarz jak i pacjent będą zadowoleni z uzyskanego wyniku estetycznego, a założone wypełnienie nie będzie wykazywało cech utraty szczelności przed długie lata, może zaistnieć konieczność jego wymiany z powodu przebarwień powstałych na skutek akumulacji w materiale barwników ze środowiska jamy ustnej. Zmiana barwy wypełnienia nie jest postrzegana jako „kliniczne” uzasadnienie do jego wymiany, tym bardziej, że wiąże się z utratą zdrowych tkanek zęba. „Niestety” poczucie estetyki oraz wzrastające wymagania pacjentów często są powodem do takiej interwencji, szczególnie w przednim odcinku uzębienia.
Badania prowadzone przez innych autorów w warunkach in vitro wykazały podatność różnych grup materiałów złożonych na oddziaływanie czynników zewnętrznych powodujących zmianę ich zabarwienia. Promieniowanie UV, używki takie jak: kawa, herbata, czerwone wino i roztwór fuksyny zasadowej są powszechnie stosowane w testach stabilności koloru (8-11). Wyniki badań wymienionych autorów wskazują na różną podatność badanych materiałów na absorpcję barwników. Wydaje się więc celowe określenie, które z materiałów złożonych stosowanych w technice pośredniej cechują się większą odpornością na akumulację przebarwień w warunkach in vitro, co może mieć wpływ na ich właściwości kliniczne w perspektywie długotrwałego użytkowania w środowisku jamy ustnej.
Cel pracy
Celem pracy było zbadanie, czy uniwersalne materiały złożone są podatne na absorpcję barwników spożywczych w środowisku wybranych napojów, tj. kawy i czerwonego wina a także, który z zastosowanych środków powodować będzie bardziej widoczną zmianę koloru badanych materiałów.
Materiał i metody
W badaniu wykorzystano trzy materiały złożone:
– Charisma firmy Heraeus-Kulzer, mikrohybrydowy, uniwersalny materiał do wypełnień w odcinku przednim i bocznym (kolor A3O),
– Gradia Direct Anterior firmy GC, mikrohybrydowy materiał do estetycznych wypełnień w odcinku przednim (kolor A3O),
– Herculite XRV firmy Kerr, mikrohybrydowy, uniwersalny materiał do wypełnień w odcinku przednim i bocznym (kolor A3 Dentin).
Badany materiał umieszczano w matrycy teflonowej o 6 mm średnicy i 2 mm wysokości w celu uformowania dysków o ww. wymiarach. Oba końce matrycy zabezpieczano celofanem, który dociskano do powierzchni materiału podczas polimeryzacji w celu zapobieżenia procesowi inhibicji tlenowej. Materiał złożony polimeryzowano przez 40s. światłem lampy halogenowej Astralis 7 (Ivoclar Vivadent) pracującej w trybie pulsacyjnym.
W opisany sposób przygotowano po 10 próbek z każdego z badanych materiałów, a następnie je numerowano i umieszczono w pojemnikach z wodą destylowaną o temperaturze pokojowej na 24 godziny. Dyski z materiału złożonego osuszono strumieniem powietrza, a następnie poddano badaniu kolorymetrycznemu spektrofotometrem Spectroshade (MHT, Włochy).
Spektrofotometr SpectroShade i badane materiały złożone prezentowane są na rycinie 1, zaś analiza kolorymetryczna próbki materiału złożonego na rycinie 2.
Ryc. 1. Spektrofotometr SpectroShade i badane materiały złożone.
Ryc. 2. Analiza kolorymetryczna próbki materiału złożonego.
Uzyskano wyniki w postaci zapisu koloru badanej próbki jako punktu w układzie CIE L*a*b*, opisanego przez 3 współrzędne liczbowe określające parametry: jasności (L*), natężenia barw niebieskiej (-b*) i żółtej (+b*) oraz czerwonej (-a*) i zielonej (+a*). Następnie umieszczono po 5 próbek każdego materiału w naparze kawy (Nescafe Classic, Kraft Foods) lub czerwonym winie (Sutter Home CS, Winery Inc.California) o temperaturze 20°C na czas 24 godzin. Po tym czasie dyski z materiałów złożonych wyjęto z roztworów, spłukano strumieniem wody destylowanej, a następnie oczyszczono za pomocą szczoteczki profilaktycznej na kątnicę wolnoobrotową ze sprayem wodnym, po 30 s dla obu powierzchni próbki. Następnie badane materiały ususzono i dokonano ponownych pomiarów kolorymetrycznych uzyskując 3 wartości liczbowe opisujące kolor dla każdej z próbek. Obliczono zmiany parametrów opisujących barwę badanych materiałów, tj. ΔL*, Δa*, Δb* oraz ΔE* wyrażającego całościową zmianę koloru badanej próbki materiału/grupy próbek wg wzoru:
2 2 2 1/2
ΔE = (ΔL) + (Δa) + (Δb))
Analiza porównawcza próbki materiału złożonego dokonana przed i po wybarwieniu w roztworze kawy przedstawiona jest na rycinie 3.
Ryc. 3. Analiza porównawcza próbki materiału złożonego przed i po wybarwieniu w roztworze kawy.
Uzyskane wyniki wprowadzono do arkusza programu kalkulacyjnego MS Excel, a następnie poddano analizie statystycznej z wykorzystaniem oprogramowania statystycznego Statistica 6.0. Do zbadania istnienia związków pomiędzy zmianą koloru badanych materiałów a rodzajem materiału lub rodzajem zastosowanego barwnika spożywczego zastosowano m.in. dwuczynnikową analizę wariancji z określeniem interakcji z testami Levene´a, Yukey´a i t-Studenta na poziomie ufności zazwyczaj p=0,05.
Wyniki
W obecnym badaniu zaobserwowano istotne zmiany kolorystyczne próbek materiałów złożonych poddanych działaniu barwników spożywczych znajdujących się w kawie i czerwonym winie.
Inkubacja materiału Charisma w roztworze kawy spowodowała średni spadek jasności próbek (5 próbek) o 10,80 punktu, wzrost nasycenia barwy czerwonej o 1,44 punktu i wzrost nasycenia barwy żółtej o 6,64 punktu. Sumaryczna zmiana koloru materiału Charisma pod wpływem roztworu kawy, wyrażona wartością ΔE*, wynosiła 13,25 punktu.
Czerwone wino spowodowało średnie zmiany w kolorystyce materiału firmy Heraeus-Kulzer wynoszące odpowiednio: -9,52(ΔL*), 0,32(Δa*), -5,56(Δb*) i 11,23(ΔE*).
Przechowywanie materiału Herculite w naparze kawy była przyczyną zmniejszenia się jasności (ΔL*) próbek o 10,98 punktu, wzrostu nasycenia barwy czerwonej (Δa*) o 3,48 punktu i wzrostu intensywności barwy żółtej (Δb*) na poziomie 8,36 punktu. W przypadku przechowywania próbek w winie obserwowano spadek jasności materiału (ΔL*) na poziomie 8,76 punktu, wzrost intensywności barwy czerwonej (Δa*) o 0,98 punktu i spadek wysycenia barwą żółtą (Δb*) wynoszący 4,38 punktu. ΔE wyniosła odpowiednio 14,29 punktu dla kawy i 9,92 punktu dla wina.
24-godzinne przechowywanie próbek materiału Gradia Direct w roztworze kawy spowodowało średni spadek jasności (ΔL*) o 8,48 punktu, wzrost nasycenia barwy czerwonej (Δa*) o 0,92 punktu i wzrost wysycenia barwy żółtej (Δb*) o 10,43 punktu. Sumaryczne przesunięcia kolorystyczne (ΔE*) wynosiło 10,43 punktu. Dla tego samego materiału poddanego działaniu wina średnie zmiany parametrów opisujących kolor wynosiły odpowiednio –15,88(ΔL*), 3,26(Δa*), -9,96(Δb*) i 19,26(ΔE*) punktu.
Zestawienie średnich wartości ΔL*, Δa*, Δb* oraz ΔL*, Δa*, Δb* oraz ΔE* * dla badanych materiałów złożonych w zależności od umieszczenia próbek w kawie lub winie przedstawiono w tabeli 1.
Tabela 1. Zmiany parametrów opisujących kolor materiałów złożonych w odniesieniu do rodzaju badanego materiału i barwnika spożywczego.
| ilość próbek | DL* | Da* | Db* | DE* |
| Ogółem | 30 | 10,74 | -1,73 | -0,11 | 13,06 |
| Charisma | 10 | 10,16 | -0,88 | -0,54 | 12,24 |
| Herculite | 10 | 9,87 | -2,23 | -1,99 | 12,10 |
| Gradia | 10 | 12,18 | -2,09 | 2,21 | 14,85 |
| Kawa | 15 | 10,09 | -1,95 | -6,85 | 12,66 |
| Wino | 15 | 11,39 | -1,52 | 6,63 | 13,47 |
| Charisma * kawa | 5 | 10,80 | -1,44 | -6,64 | 13,25 |
| Charisma * wino | 5 | 9,52 | -0,32 | 5,56 | 11,23 |
| Herculite * kawa | 5 | 10,98 | -3,48 | -8,36 | 14,29 |
| Herculite * wino | 5 | 8,76 | -0,98 | 4,38 | 9,92 |
| Gradia * kawa | 5 | 8,48 | -0,92 | -5,54 | 10,43 |
| Gradia * wino | 5 | 15,88 | -3,26 | 9,96 | 19,26 |
Omówienie wyników
Analiza statystyczna przeprowadzona wg opisanych wyżej metod na poziomie istotności p=0,05 pozwoliła na poczynienie następujących obserwacji:
Zmiana jasności ΔL* badanych materiałów nie zależała w sposób istotny od rodzaju materiału. Oznacza to, że np. kawa rozpatrywana jako czynnik wybarwiający wywoływała porównywalne zmiany jasności wszystkich trzech badanych materiałów złożonych. Taką samą zależność obserwowano w przypadku umieszczenia próbek w winie. Również z „perspektywy pojedynczego materiału” zarówno kawa jak i wino wywoływały porównywalne zmiany jasności.
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. Jodkowska E.: Potencjał cytotoksyczny stomatologicznych materiałów wypełnieniowych i nadtlenku wodoru. Wyd. Czelej. Lublin 2008. 2. Kramer A., Netuschil L., Simonie A.: Plaque accumulation on various veneering resins - a clinical study. Dtsch. Zahnarzt, 1990, 45, 482-4. 3. Rosentritt M., Esch J., Behr M., Leibrock A., Handel G.: In vivo color stability of resin composite veneers and acrylic resin teeth in removable partial dentures. Quintessence Int, 1998, 29, 517-22. 4. Gupta R., Parkash H., Shah N., Jain V.: A spectrophotometric evaluation of color changes of various tooth colored veneering materials after exposure to commonly consumed beverages. J. Indian Prosthodont. Soc. 2005, 5, 72-78. 5. Luiz B., Amboni R., Prates L.H., Bertolino J.R., Pires A.: Influence of drinks on resin composite: Evaluation of degree of cure and color change parameters. Pol. Test. 2007, 26, 438-444. 6. Lee Y-K., Lim B-S., Rhee S-H., Yang H-C., Powers J.M.: Changes of optical properties of dental nano-filled resin composites after curing and thermocycling. J Biomed Mat Res 2004, 71B, 16-21. 7. Lee Y-K., Powers J.M.: Discoloration of dental resin composites after immersion in a series of organic and chemical solutions. J Biomed Mater Res 2005, 73B, 361-367. 8. Stober T., Gilde H., Lenz P.: Color stability of highly filled composite resin materials for facings: Dent. Mater. 2001, 17, 87-94. 9. Fruits T.J., Duncanson Jr M.G., Miranda F.J.: In vitro weathering of selected direct esthetic materials. Quintessence Int. 1998, 29, 517-22. 10. Um C.M., Ruyter I.E.: Staining of resin-based veneering materials with coffee and tea. Quintessence Int. 1991, 22, 377-86. 11. Uchida H., Vaidyanathan J., Vaidyanathan T., Vaidyanathan T.K.: Color stability of denture composites as a function of shade J. Prosthet. Dent. 1998, 79, 372-377. 12. Guler A.U., Yilmaz F., Kulunk T., Guler E., Kurt S.: Effects of different drinks on stainability of resin composite provisional restorative materials: J Prosthet. Dent. 2005, 94, 118-24. 13. Ruyter I.E., Nilner K., Moller B.: Color stability of dental composite resin materials for crown and bridge veneers. Dent. Mater. 1987, 3, 246-51. 14. Patel S.B., Gordan V.V., Barrett A.A., Shen Ch.: The effect of surface finishing and storage solutions on the color stability of resin-based composites. J Am Dent Assoc 2004, 135, 587-94. 15. Faltermeier A., Behr M., Müssig D.: In vitro color stability of aesthetic brackets. Eur J Orthodontic 2007, 29, 354-8. 16. Mazur-Koczorowska A.: Badania trwałości koloru wybranych estetycznych materiałów kompozytowych w warunkach in vitro. Praca doktorska, Akademia Karola Marcinkowskiego w Poznaniu 2006, Katedra Stomatologii Zachowawczej i Periodontologii, promotor prof. dr hab. J. Stopa.
