In-vitro-Evaluation der oral-bewässerten-unterstützten Mundspülanwendung zur Farbstabilität von einfarbigen Nanohybrid-Harzkompositen

Zusammenfassung

Dieses Protokoll beschreibt eine In-vitro-Methode , um zu bewerten, wie verschiedene Mundspül-Formulierungen und Anwendungsmethoden die Farbstabilität von einfarbigen Nanohybrid-Harz-Kompositen beeinflussen, und zeigt messbare Unterschiede zwischen den Behandlungsbedingungen auf.

Zusammenfassung

Farbstabilität ist ein entscheidender Faktor für die langfristige ästhetische Leistung harzbasierter restaurativer Materialien. Einfarbige Nanohybridharz-Verbundstoffe, entwickelt zur Vereinfachung der Farbauswahl, bleiben anfällig für äußere Verfärbungen und routinemäßige Mundhygienemaßnahmen. Diese Studie zielte darauf ab, die Farbstabilität nach der Kaffeefärbung und der anschließenden Anwendung verschiedener Mundspülungsformulierungen mit oder ohne Mundspülung zu bewerten. Scheibenförmige Proben wurden hergestellt, mit Kaffee gefärbt und entweder durch statische Immersion oder mit oralem Bewässerungsassistent gespülter Mundspülung unterzogen. Farbmessungen wurden zu Basis, nach der Färbung und nach der Anwendung von Mundspülung durchgeführt, und Farbveränderungen (ΔE₀₀) wurden für Verfärbungen nach der Kaffeefärbung (ΔE₁), Farbveränderung nach Mundspülung (ΔE₂) und Gesamtfarbveränderung (ΔE₃) mit der CIEDE2000 Formel berechnet. Die statistische Analyse wurde mit robuster dreifacher ANOVA mit getrimmten Mittelwerten durchgeführt. Die Oberflächenmorphologie wurde zusätzlich mittels Umweltrasterelektronenmikroskopie untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass die Kaffeefärbung in allen Gruppen zu einer klinisch inakzeptablen Farbveränderung führte (ΔE₀₀ > 0,8). Der Komposittyp beeinflusste die Farbveränderung nach der Kaffeefärbung (ΔE₁) und der Gesamtfarbänderung (ΔE₃) signifikant (S. < 0,001). Der Mundspültyp beeinflusste die Farbveränderung nach der Anwendung der Mundspülung und die gesamte Farbveränderung (ΔE₂ und ΔE₃) (p = 0,001). Die Anwendungsmethode beeinflusste die gesamte Farbänderung (ΔE₃) signifikant (S. < 0,001). Die Analyse der Untergruppe zeigte, dass innerhalb des Charisma Diamond One Komposits (DO) die ΔE₃-Werte in der oralen Bewässerungsgruppe im Vergleich zur direkten Immersion (p = 0,001) signifikant höher waren und innerhalb der Bewässerungsgruppe der DO-Komposit signifikant höhere ΔE₃-Werte aufwies als der Vittra APS Unique Komposit (p = 0,001). Diese Ergebnisse zeigen, dass die Zusammensetzung von Verbundstoffen und die Anwendung der Mundspülung die Farbstabilität nach der Färbung erheblich beeinflussen, wobei der Einsatz durch den Oralspüler die Verfärbung bestimmter Materialien verschlimmert. Klinisch deutet dies darauf hin, dass die Auswahl von restaurativen Materialien und die Mundhygiene sorgfältig bedacht werden sollten, um ästhetische Verschlechterung zu minimieren.

Einleitung

Die Nachfrage nach hoch ästhetischen restaurativen Materialien hat zur Entwicklung von Harzverbundwerken geführt, die die optischen Eigenschaften natürlicher Zahngewebe nachahmen. Unter diesen haben Einzelfarb-Nanohybrid-Harzkompositen aufgrund ihrer chamäleonartigen Blendfähigkeit, vereinfachter Farbauswahl und reduzierter klinischer Komplexität^zunehmend Aufmerksamkeit erregt^. Trotz dieser Vorteile hängt ihre langfristige ästhetische Leistung stark von der Resistenz gegen äußere Verfärbungen durch Ernährungschromogene und routinemäßige Mundhygiene^ab.

Extrinsische Färbung ist eine bekannte Herausforderung für diese Materialien, und Kaffee ist eines der am häufigsten verwendeten Färbemittel in Laboruntersuchungen. Ihre konzentrierten gelb-braunen Pigmente dringen leicht in die Harzmatrix und die Füllstoff-Matrix-Grenzfläche ein, was zu klinisch wahrnehmbaren Farbveränderungen führt (ΔE₀₀ ≈ 0.8)5,6,7,8,9. Frühere In-vitro-Studien haben gezeigt, dass durch Kaffee induzierte Färbungen häufig die festgelegten Akzeptanzschwellenwerte überschreiten (ΔE₀₀ ≈ 1.8)⁹ und betonen die Notwendigkeit standardisierter Protokolle zur Bewertung der optischen Stabilität unter simulierten oralen Bedingungen¹⁰. Darüber hinaus haben Studien mit Alterungsprotokollen wie Thermocycling und simuliertem Zahnputzen gezeigt, dass kombinierte chemische, mechanische und Umweltfaktoren die Färbungsreaktion signifikant beeinflussen können, was die Bedeutung umfassender Bewertungsmodelle unterstreicht, die orale Bedingungen besser simulieren 11,12,13.

Routinemässige Mundhygieneprodukte, einschließlich Zahnpasten und Mundspülungen, können ebenfalls die optische Leistung und Oberflächeneigenschaften beeinflussen. Mundspülmittel werden häufig in die tägliche Mundpflege integriert, und ihre chemischen Bestandteile – darunter Alkohol, Reinigungsmittel, Oxidationsmittel und Fluorid – sollen mit harzbasierten Materialien interagieren und so die optischen und Oberflächeneigenschaften beeinflussen. Es wurde auch gezeigt, dass Variationen in der Formulierung die Farbänderungsmuster zuvor gefärbter Materialien ^beeinflussen 14,15,16.

Konventionelle In-vitro-Bewertungen der Kompositverfärbung basieren hauptsächlich auf statischen Immersionsmodellen, die Einfachheit und Reproduzierbarkeit bieten, aber die dynamischen Bedingungen während der klinischen Anwendung nicht replizieren^können. Frühere Studien konzentrierten sich auf die Auswirkungen von Färbemitteln, Mundspülzusammensetzung und Alterungsprotokollen auf die optische Stabilität, hauptsächlich unter statischen Bedingungen. Diese Ansätze berücksichtigen jedoch nicht die hydrodynamischen Kräfte und Druckschwankungen, die durch adjunktive orale Bewässerer erzeugt werden, welche die Wechselwirkungen zwischen Flüssigkeit und Material beeinflussen und das Verfärbungsverhalten verändern^können 18,19,20.

Bis heute wurde der Einfluss verschiedener Mundspülmethoden – insbesondere der oralen Spülungsassistenz – auf die optische Stabilität nicht systematisch untersucht. Daher vergleicht die vorliegende Studie direkt statische Immersion mit der Anwendung der oralen Bewässerungsassistenz des Mundspülens, um deren Auswirkungen auf das Verfärbungsverhalten in einfarbigen Nanohybrid-Harz-Verbundstoffen zu bewerten. Die Neuheit dieser Studie liegt in der Integration eines standardisierten oralen Bewässerungsmodells zur Simulation dynamischer Fluidanwendungsbedingungen. Es wurde vermutet, dass Komposittyp, Mundspülformulierung und Anwendungsmethode keine signifikanten Unterschiede in der Farbstabilität verursachen würden.

Protokoll

Diese Studie wurde an der Abteilung für restaurative Zahnmedizin der Fakultät für Zahnmedizin der Marmara-Universität in Istanbul, Türkei, durchgeführt. Es waren weder menschliche noch tierische Probanden beteiligt; daher war keine institutionelle ethische Genehmigung erforderlich. Die in dieser Studie verwendeten Reagenzien und Geräte sind in der Materialtabelle aufgeführt. Abbildung 1 zeigt den in dieser Studie verwendeten experimentellen Arbeitsablauf. Die Probenvorbereitung wurde zunächst durchgeführt, um scheibenförmige Verbundproben (8 mm × 2 mm) herzustellen. Anschließend wurden vor der Färbung Basisfarbmessungen durchgeführt. Alle Proben wurden anschließend 12 Tage lang in eine Kaffeelösung eingetaucht, um eine Verfärbung zu induzieren, gefolgt von Farbmessungen nach der Färbung. Nach der Färbung wurden die Proben in experimentelle Gruppen unterteilt, in denen fünf verschiedene Lösungen (einschließlich destilliertem Wasser [DW] als Kontrollgruppe) entweder mit einem Oralbewässerungsapparat oder durch direkte Eintauchung für eine gleichwertige simulierte klinische Dauer aufgetragen wurden. Abschließend wurden nach der Behandlung Farbmessungen durchgeführt, um die Gesamtfarbänderung zu bewerten.

Abbildung 1: Experimenteller Arbeitsablauf zur Bewertung der Farbstabilität. Flussdiagramm, das das experimentelle Verfahren veranschaulicht, einschließlich Probenvorbereitung, Basisfarbmessung (T₀), Kaffeefärbung (12 Tage), Farbmessung nach der Färbung (T₁) und Mundspülanwendung entweder mit statischer Immersion oder mit oralem Bewässerungsassistiertem Gebiet. Endgültige Farbmessungen (T₂) wurden zur Berechnung der Farbänderungen (ΔE₁, ΔE₂ und ΔE₃) ermittelt. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.

Probenvorbereitung

In dieser Studie wurden zwei nanohybride, einfarbige Harz-Verbundstoffe verwendet: Charisma Diamond One (DO) und Vittra APS Unique (VU). Die Materialspezifikationen sind in Tabelle 1 dargestellt.

Harzkomposit	Hersteller	Typ	Harzmatrix	Füller-Zusammensetzung / Größe	Füllmaterial (Wt% / Bände)	Losnummer
Charisma Diamond One (DO)	Kulzer, Deutschland	Nanohybrid	UDMA; TCD-DI-HEA; TEGDMA	B₂O₃–F–Al₂O₃–SiO₂; Siliziumdioxid; TiO₂; fluoreszierende und metallische Oxide; organische Pigmente (5–20 μm)	81 / 64	N010209
Vittra APS Unique (VU)	FGM, Brasilien	Nanohybrid	UDMA; TEGDMA	Zirkonien- und Siliziumfüllstoffe (200 nm)	82 / 72	230921

Tabelle 1: Zusammensetzung und Eigenschaften der in dieser Studie verwendeten Harzkomposite. Materialtyp, Hersteller, Zusammensetzung der Harzmatrix, Füllstoffeigenschaften, Füllstoffgehalt (Wt% / Vol%) und Chargennummern der einfarbigen Nanohybrid-Resin-Verbundwerkstoffe bewertet. Abkürzungen: UDMA = Urethan-Dimethacrylat; TEGDMA = Triethylenglykol-Dimethacrylat; TCD-DI-HEA = Tricyclodekan-Dimethanoldiacrylat; TiO₂ = Titandioxid; YbF₃ = ytterbiumtrifluorid; B₂O₃–F–Al₂O₃–SiO₂ = Boro-Fluor-Aluminosilikat.

Scheibenförmige Proben (8 mm im Durchmesser und 2 mm in der Dicke) wurden mit standardisierten, vorgefertigten Silikonformen gefertigt. Der Harzverbund wurde in einem einzigen Schritt mit einem flachen Kunststofffüllinstrument in die Form eingefügt und an die Formwände angepasst, um eine vollständige Befüllung zu gewährleisten und die Leerraumbildung zu minimieren. Transparente Polyesterstreifen wurden sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite angebracht, und das Material wurde zwischen Glasplatten (Zementglas) gepresst, um flache und glatte Oberflächen zu erhalten und eine standardisierte Dicke sicherzustellen. Die endgültige Dicke jedes Probens wurde mit einem digitalen Bremssattel gemessen (Genauigkeit: ±0,01 mm), und Proben, die von der Zieldicke abwichen (2,00 ± 0,05 mm), wurden entsorgt und neu angefertigt. Die Proben wurden unter einem Stereomikroskop mit 20× Vergrößerung unter standardisierten Beleuchtungsbedingungen untersucht. Die gesamte Oberseite jedes Exemplars wurde systematisch auf Oberflächenmängel untersucht, darunter Lufthohlräume, Porositäten oder Unregelmäßigkeiten. Exemplare, die bei dieser Vergrößerung einen nachweisbaren Defekt aufwiesen, wurden ausgeschlossen und ersetzt.

Die Polymerisation erfolgte mit einer Lichthärtungseinheit mit einer Geschwindigkeit von 1000 mW/cm^² und einem Wellenlängenbereich von 385–515 nm. Die Ausgangsintensität des Geräts wurde vor der Probevorbereitung mit einem Radiometer überprüft. Die Lichthärtungseinheit wurde mit einer Stützanlage positioniert, um die Aushärtungsspitze in direktem Kontakt mit dem Polyesterstreifen und senkrecht (90°) zur Probeoberfläche zu halten, wodurch eine gleichmäßige Positionierung während des gesamten Aushärtungsprozesses gewährleistet wurde. Jedes Exemplar wurde 20 Sekunden von der Oberseite aus lichtgehärtet, gefolgt von unmittelbar 20 Sekunden von der Unterseite unter denselben Bedingungen.

Nach der Polymerisation wurden die Probenoberflächen unter laufendem DW für 10 Sekunden mit einem Zahneinheits-Wasserspray ausgespült. Das Sprühen wurde im senkrechten Winkel (90°) zur Probenoberfläche mit einer stützbasierten Positionierung aufgetragen, bei der Probe und Sprühspitze ausgerichtet waren. Der Abstand zwischen der Sprühspitze und der Probenoberfläche wurde auf 5 cm eingestellt und mit einem Messgerät gesteuert. Die Proben wurden dann einzeln in geschlossenen Glasbehältern mit DW bei 23°C ± 1°C für 24 Stunden gelagert, bevor sie fertiggestellt und poliert wurden. Die Behälter wurden geschlossen gehalten, um Verdunstung zu verhindern, und in einen Schrank gestellt, um die Lichtbelastung zu minimieren. Die Fertigstellung und Polierung erfolgten auf beiden Oberflächen jedes Probens mit Aluminiumoxid-Schleifscheiben (grob, mittel, fein und superfein) in fortlaufender Reihenfolge mit einem langsamen Handstück, das mit 10.000 U/min arbeitete. Jede Scheibe wurde 20 Sekunden lang mit einer gleichmäßigen Rotationsbewegung über die gesamte Oberfläche angebracht, um eine gleichmäßige Behandlung zu gewährleisten. Alle Fertigstellungs- und Polierungsverfahren wurden vom selben Bediener durchgeführt, um die Variabilität der Bediener zu minimieren. Das Endpolieren erfolgte mit einem Diamantpoliersystem unter denselben Betriebsbedingungen (10.000 U/min) für 20 Sekunden pro Schritt, wobei das gleiche Bewegungsmuster folgte. Alle Proben wurden anschließend in DW bei 23 °C ± 1 °C für weitere 24 Stunden vor der Färbung gelagert, um eine Stabilisierung nach dem Aushärten zu ermöglichen, einschließlich Diffusion nicht reagierter Komponenten und Gleichgewicht unter standardisierten Bedingungen.

Die Stichprobengröße wurde mittels Power-Analyse mit G*Power bestimmt, mit einem Signifikanzniveau (α) von 0,05, einer Potenz von 95 % und einer Effektgröße (f) von 0,401, basierend auf zuvor veröffentlichten Daten²¹. Die erforderliche Mindeststichprobengröße wurde auf 160 Proben berechnet, was 8 pro Untergruppe entspricht. Um den Einsatz robuster statistischer Methoden mit getrimmten Mittelwerten zu berücksichtigen, die die effektive Stichprobengröße durch Ausschluss eines Anteils der Extremwerte reduzieren, und um potenziellen Probenverlust während der Vorbereitung und Analyse auszugleichen, wurde die Stichprobengröße pro Untergruppe auf 10 erhöht, was insgesamt 200 Proben ergab.

Kaffeefärbungsverfahren

Eine Kaffeefärbungslösung wurde hergestellt, indem 3 g Instantkaffeepulver in 50 ml DW gelöst und auf 100°C erhitzt wurden. Die Lösung wurde 30 Sekunden lang gerührt, bis eine vollständige Auflösung erreicht war, um die Konzentrationsgleichmäßigkeit sicherzustellen. Die Lösung wurde dann in einen geschlossenen Behälter übergeben, in einen kontrollierten Raum (23 °C ± 1 °C) gelegt und vor der Verwendung auf die Zieltemperatur abkühlen lassen. Jede Probe wurde einzeln in 5 ml Kaffeelösung in geschlossenen zylindrischen Glasphiolen (Innendurchmesser: ca. 15 mm; Höhe: ca. 40 mm) eingetaucht, um ein gleichmäßiges Probe-zu-Lösungs-Verhältnis und vollständige Eintauchung zu gewährleisten. Das Volumen von 5 ml pro Probe wurde gewählt, um die Expositionsbedingungen zu standardisieren und sicherzustellen, dass alle Proben vollständig von der Färbelösung bedeckt sind, ohne Kontakt mit den Behälterwänden. Alle Exemplare wurden während der 12-tägigen Immersionsphase bei 23 °C ± 1°C in einem temperaturkontrollierten Raum gelagert. Die Phiolen wurden fest verschlossen, um Verdunstung zu verhindern, und in einem geschlossenen Schrank aufbewahrt, um Lichteinwirkung und äußere Kontamination zu minimieren. Dieses Immersionsprotokoll wurde weit verbreitet verwendet, und eine 12-tägige Immersionsphase entspricht etwa einem Jahr klinischer Färbung unter in-vitro-Bedingungen ³. Um gleichmäßige Färbungsbedingungen zu gewährleisten und das mikrobielle Wachstum zu minimieren, wurde die Kaffeelösung in festen 24-Stunden-Intervallen erneuert. Zur gleichen Tageszeit wurden die Proben mit sauberer Pinzette aus den Fläschchen genommen, 5 Sekunden lang vorsichtig mit DW abgespült und in frisch zubereitete Kaffeelösung in neuen, sauberen Fläschchen mit 5 ml Lösung übergeben. Die Behälter wurden während des gesamten Eingriffs geschlossen gehalten, und alle Schritte wurden unter einheitlichen Laborbedingungen für alle Proben durchgeführt.

Anwendung von Mundspülung

Alle Exemplare wurden vor der Kaffeefärbung mit eindeutigen Identifikationsnummern gekennzeichnet, um die Nachverfolgung der Messungen zu ermöglichen. Nach dem Färbeverfahren wurden die Proben zufällig den experimentellen Gruppen zugeteilt, wobei eine computergenerierte Randomisierungssequenz in Microsoft Excel erstellt wurde, bei der die Proben zufällig geordnet und dann gleichmäßig auf die Gruppen verteilt wurden. Jedes Exemplar wurde während der Applikationsverfahren einzeln behandelt. Vier kommerziell erhältliche Mundspüllösungen wurden in die Studie aufgenommen: Colgate Plax Whitening + Charcoal (CP), Crest 3D White (CW), Listerine Fresh Burst (LF) und Sensodyne Pronamel (SP), zusammen mit DW als Kontrolllösung. Diese wurden als CP, CW, LF, SP und DW abgekürzt. Die Zusammensetzung und die Wirkstoffe der Mundspüllösungen sind in Tabelle 2 dargestellt.

Mundspül-Typ	Abkürzung	Hersteller	Wirkstoffe
Alkoholhaltige Mundspülung	LF	Johnson & Johnson, Großbritannien	Alkohol, Menthol, Eukalyptol, Thymol, Methylsalicylat, Benzoesäure, Poloxamer 407, Natriumbenzoat, Sorbitollösung, Wasser, Aroma
Kohlehaltige Mundspülung	CP	Colgate-Palmolive, USA	Wasser, Sorbitol, Propylenglykol, PEG-40 gehärtetes Rizinusöl, Aroma, Natriumsaccharin, Menthol, Eugenol, Natriumfluorid, Holzkohlepulver
Wasserstoffperoxidbasierte Mundspülung	CW	Procter & Gamble, USA	Wasser, Glycerin, Wasserstoffperoxid, Propylenglykol, Natriumhexametaphosphat, Poloxamer 407, Natriumcitrat, Aroma, Natriumsaccharin, Zitronensäure
Fluoridhaltige Mundspülung	SP	GSK, Großbritannien	Wasser, Sorbitol, Propylenglykol, Kaliumnitrat, PEG-60 gehärtetes Rizinusöl, Poloxamer 407, Aroma, Natriumfluorid, Zitronensäure, Natriumsaccharin
Destilliertes Wasser (Kontrolle)	DW	N/A	N/A

Tabelle 2: Zusammensetzung der in der Studie verwendeten Mundspüllösungen. Mundspültypen, Abkürzungen, Hersteller und Hauptwirkstoffe der bewerteten Lösungen. Destilliertes Wasser diente als Kontrollbedingung. Abkürzungen: LF = alkoholhaltige Mundspülung; CP = kohlehaltiges Mundspülmittel; CW = wasserstoffperoxidbasierte Mundspülung; SP = fluoridhaltige Mundspülung; DW = destilliertes Wasser.

Das experimentelle Design umfasste drei unabhängige Variablen: Verbundtyp (DO und VU), Mundspültyp (CP, CW, LF, SP und DW) und Anwendungsmethode (direkte Immersion und bewässerungsunterstützte Anwendung). Das Suffix "-D" steht für direkte Immersion, während "-I" für eine durch Bewässerer unterstützte Anwendung steht. Dementsprechend wurde jede Untergruppe durch eine Kombination aus Lösungstyp und Anwendungsmethode definiert (z. B. CP-D und CP-I). Die Verteilung der experimentellen Gruppen wird in Tabelle 3 zusammengefasst.

Zusammengesetzter Typ	Gruppe Nr.	Bewässerungsgruppe	Direkte Immersionsgruppe
DO	1	CP-I	CP-D
	2	CW-I	CW-D
	3	SP-I	SP-D
	4	LF-I	LF-D
	5	DW-I	DW-D
VU	6	CP-I	CP-D
	7	CW-I	CW-D
	8	SP-I	SP-D
	9	LF-I	LF-D
	10	DW-I	DW-D

Tabelle 3: Gruppierung der Proben nach Komposittyp, Mundspülung und Anwendungsmethode. Versuchsgruppen wurden anhand von Komposittyp (DO und VU), Mundspültyp und Anwendungsmethode (Oralspüler oder direkte Immersion) definiert. Abkürzungen: DO = Verbundmaterial DO; VU = Verbundmaterial VU; CP = kohlehaltiges Mundspülmittel; CW = wasserstoffperoxidbasierte Mundspülung; SP = fluoridhaltige Mundspülung; LF = alkoholhaltiges Mundspülmittel; DW = destilliertes Wasser; I = Oralbewässerung; D = direkte Immersion.

Bei der statischen Immersionsmethode wurde jede Probe einzeln in 5 ml der zugewiesenen Mundspüllösung in geschlossenen, zylindrischen Glasphiolen gleichmäßiger Größe eingetaucht, um standardisierte Expositionsbedingungen zu gewährleisten. Das ausgewählte Volumen sorgte für ein vollständiges Eintauchen jedes Exemplars ohne Kontakt mit den Behälterwänden. Alle Proben wurden bei 23 °C ± 1 °C in einem temperaturkontrollierten Raum für eine Gesamtdauer von 12 Stunden gelagert. Diese Dauer wurde ausgewählt, um die kumulative Wirkung der routinemäßigen Mundspülung darzustellen, was einer zweimal täglichen Exposition mit Mundspülung für 1 Minute pro Anwendung entspricht, und es wurde berichtet, dass sie etwa ein Jahr klinischer Anwendung unter In-vitro-Bedingungen entspricht¹⁷. Da diese Methode eine passive Immersion beinhaltete, war weder eine Durchflussrate noch eine gerätedefinierte Ausgangseinstellung anwendbar; Die Standardisierung wurde durch die Einhaltung identischer Lösungsvolumen (5 ml), Behältermaße und Expositionsbedingungen für alle Proben gewährleistet. Alle Proben wurden unter denselben Laborbedingungen und Zeitplänen verarbeitet, um die Variabilität zwischen den Gruppen zu minimieren. Für die orale Bewässerungsanwendung wurde ein oraler Bewässerer verwendet, der in einem maßgeschneiderten Stützsystem montiert war, um die Probenpositionierung und Bewässerungsparameter zu standardisieren. Das Oralbewässerungsgerät war im Aufbau befestigt, um eine senkrechte Ausrichtung zur Probematerialoberfläche zu halten. Jedes Exemplar wurde in einem Halter positioniert und stabilisiert, der eine Bewegung während der Bewässerung verhindern sollte. Dieses Setup wurde verwendet, um während jeder Anwendung eine feste räumliche Beziehung zwischen der Bewässerungsspitze und der Probe aufrechtzuerhalten. Die Bewässerungsspitze wurde während jeder Anwendung in einer festen und stationären Position gegenüber der Probenoberfläche gehalten, ohne seitliche oder schwingende Bewegungen. Der Probenhalter und die Bewässerungsspitze wurden auf parallelen Achsen ausgerichtet, und der Abstand zwischen der Bewässerungsspitze und der Probefläche wurde mit einem digitalen Kaliber auf 2 mm eingestellt. Diese Konfiguration gewährleistete eine einheitliche Positionierung, Orientierung und Entfernung aller Proben. Der Bewässerungsapparat wurde mit mittlerem Druck betrieben, der dem Gerät entspricht Stufe 3, was einen vom Hersteller definierten Druckbereich von etwa 55–65 psi ermöglicht. Vor jeder Nutzung wurde die Geräteeinstellung überprüft, um einen konsistenten Betrieb auf dieser Ebene sicherzustellen. Da das Gerät keinen direkten quantitativen Durchflusswert liefert, wurde die Ausgabe standardisiert, indem die gleiche Geräteeinstellung, der feste Spitzenabstand (2 mm), die senkrechte Ausrichtung und die gleichen einheitlichen Betriebsbedingungen in allen Verfahren beibehalten wurden. Der Lösungsfluss wurde während des gesamten Verfahrens auf einem konstanten Niveau gehalten, indem das Reservoir mit der Testlösung gefüllt wurde. Während der Bewässerung wurde das Reservoir in regelmäßigen Abständen inspiziert und bei Bedarf wieder aufgefüllt, um einen kontinuierlichen und ununterbrochenen Durchfluss zu gewährleisten und für alle Proben einheitliche Expositionsbedingungen zu gewährleisten.

Jedes Exemplar wurde dem Bewässerer kontinuierlich 10 Minuten in festen 7-Tage-Abständen ausgesetzt, einmal pro Woche über insgesamt 4 aufeinanderfolgende Wochen. Alle Anwendungen wurden zur gleichen Tageszeit durchgeführt, um Konsistenz zu gewährleisten. Dieses Expositionsprotokoll wurde so konzipiert, dass es die routinemäßige Nutzung eines oralen Bewässerungsgebrauchs darstellt, was einer zweimal täglichen Anwendung für etwa 3 Sekunden pro Oberfläche entspricht, und es wurde berichtet, dass es etwa ein Jahr klinischer Anwendung unter in-vitro-Bedingungen ^{entspricht 18}. Nach jeder Anwendung wurden die Proben mit Wasserwasser und einem Luft-Wasser-Spray der Zahneinheit für 10 Sekunden ausgespült. Das Sprühen wurde im senkrechten Winkel (90°) zur Probefläche mit einer stützbasierten Anordnung aufgetragen, bei der Sprühspitze und Probe auf parallelen Achsen ausgerichtet waren. Der Abstand zwischen der Sprühspitze und der Probenoberfläche wurde auf 5 cm eingestellt und mit einem Messgerät gesteuert. Zwischen den Anwendungssitzungen wurden die Proben einzeln in geschlossenen Glasbehältern mit DW bei 23 °C ± 1 °C aufbewahrt. Die Behälter wurden geschlossen gehalten, um Verdunstung zu verhindern, und in einen Schrank gestellt, um die Lichtbelastung zu minimieren. Die Lagerlösung wurde in festen 24-Stunden-Abständen zur gleichen Tageszeit erneuert.

Farbmessung

Messungen wurden mit einem Spektrophotometer durchgeführt, das mit einer Kontaktsonde (5 mm Durchmesser) und einer internen LED-Lichtquelle ausgestattet war. Das Gerät wurde gemäß den Anweisungen des Herstellers im restaurativen Modus betrieben, um konsistente, reproduzierbare Messungen zu gewährleisten. Er wurde vor jeder Messsitzung mit dem standardmäßigen weißen Kalibrierungsblock des Herstellers kalibriert. Das Kalibrierungsverfahren erfolgte, indem die Sondenspitze direkt mit dem Kalibrierungsblock in Kontakt gebracht und der Kalibrierungsmodus über die Geräteschnittstelle gestartet wurde. Die Kalibrierung wurde wiederholt, bis vor der Probemessung eine gültige Anzeige erzielt wurde.

Alle Farbmessungen wurden vor einem standardisierten neutralgrauen Hintergrund (Munsell N5) durchgeführt, der aus einer matten, nicht reflektierenden Kalibrierungskarte bestand, um Störungen durch das Hintergrundlicht zu minimieren. Der Hintergrund entsprach CIE Lab*-Werten von etwa L* = 50,0, a* = 0,0 und b* = 0,0, was eine achromatische Mittelgrau-Referenz darstellt. Um eine standardisierte und reproduzierbare Sondenpositionierung sicherzustellen, wurde eine maßgefertigte Positionierungsvorrichtung verwendet, um sowohl die Probe als auch die Spektrophotometersonde zu stabilisieren. Diese Anordnung stellte sicher, dass die Sondenspitze in einer fest senkrechten Ausrichtung (90°) zur Probeoberfläche gehalten wurde, mit konstantem Kontaktdruck während aller Messungen. Der Messort wurde standardisiert, indem das genaue Zentrum jeder Probe mit einem digitalen Bremssättel während der Präparation markiert wurde. Alle Messungen wurden von diesem vordefinierten zentralen Referenzpunkt aus durchgeführt, um die Positionsvariabilität zu eliminieren. Für wiederholte Messungen wurde die Sonde zwischen den Messwerten vollständig neu positioniert. Konkret wurde die Sonde vollständig von der Oberfläche gehoben und vor jeder Messung mit dem Positionierungsvorrichtungsvorrichtung neu ausgerichtet, um potenzielle Platzierungsvariabilität zu berücksichtigen. Drei aufeinanderfolgende Messungen wurden vom selben vordefinierten zentralen Punkt unter identischen Bedingungen durchgeführt und für die Analyse gemittelt.

Die durchschnittlichen L*-, a*- und b*-Werte wurden verwendet, um Farbveränderungen mit der CIEDE2000 (ΔE₀₀)-Formel zu berechnen. Die ΔE_00-Werte wurden mit einer benutzerdefinierten Implementierung des CIEDE2000-Algorithmus in Microsoft Excel berechnet, basierend auf CIELAB-Farbraumkoordinaten (Gleichung 1):

(1)

Hier stellen ΔL′, ΔC′ und ΔH′ die Unterschiede in Helligkeit, Chroma und Farbton dar; S_L, S_C und S_H sind die entsprechenden Gewichtungsfunktionen; k_L, k_C und k_H sind parametrische Korrekturfaktoren (in dieser Studie auf 1 gesetzt); und R T ist ein Rotationsterm_{, der} die Wechselwirkung zwischen Chroma- und Farbunterschieden erklärt. Die Farbveränderung wurde mit der CIEDE2000 (ΔE₀₀)-Formel berechnet, die auf den L*-, a*- und b*-Koordinaten zu jedem Messzeitpunkt basierte. Konkret wurde ΔE₁ mit den Farbkoordinaten berechnet, die am Ausgangspunkt (T₀) gemessen wurden, und nach der Kaffeefärbung (T₁), ΔE₂ mit den Koordinaten von T₁ und nach der Anwendung der Mundspülung (T₂), und ΔE₃ mit den Koordinaten von T₀ und T₂. Somit stellt jeder ΔE-Wert einen paarweisen Vergleich von L*-, a*- und b*-Werten zwischen den entsprechenden Messzeitpunkten⁹ dar.

Oberflächenmorphologieanalyse

Repräsentative Exemplare (n = 16) wurden für die Oberflächenmorphologiebewertung mit einem vordefinierten, reproduzierbaren Auswahlprotokoll ausgewählt, um Selektionsverzerrung zu minimieren. Die Probenauswahl erfolgte mit einem computergenerierten Randomisierungsverfahren aus dem verfügbaren Pool in jeder experimentellen Phase. Insgesamt wurden 16 Proben analysiert, verteilt wie folgt: T₀ (n = 4), T₁ (n = 4) und T₂ (n = 8). Für T₀ und_{T 1} wurden die Proben zufällig ohne Subgruppendifferenzierung ausgewählt, da vor der Anwendung der Mundspülung keine experimentelle Gruppierung vorhanden war. Für T₂ wurden die Proben zufällig ausgewählt, um die unterschiedlichen experimentellen Bedingungen darzustellen, wobei die Einbeziehung von Proben aus jedem Lösungstyp und Anwendungsverfahren sichergestellt wurde.

Vor der Bildgebung wurden alle Proben unter kontrollierten Vakuumbedingungen (~0,05 mbar) mit einer Gold-Palladium-Schicht sputterbeschichtet, um die Oberflächenleitfähigkeit zu gewährleisten. Die Beschichtungsdicke wurde bei 10 nm beibehalten, um eine ausreichende Leitfähigkeit zu gewährleisten und gleichzeitig die Oberflächentopographie zu erhalten. Oberflächenanalysen wurden mittels Rasterelektronenmikroskopie (SEM) mit einem Umwelt-Rasterelektronenmikroskop durchgeführt, das im Niedrigvakuummodus bei einem Kammerdruck von 110 Pa betrieben wurde, mit einer Beschleunigungsspannung von 10,0 kV. Niedrigvakuumbedingungen wurden gewählt, um die Ladewirkung zu minimieren und eine stabile Abbildung von harzbasierten Materialien ohne zusätzliche leitfähige Artefakte zu ermöglichen. Die Proben wurden mit doppelseitigem leitfähigem Kohlenstoffband auf Aluminiumstummeln montiert und so positioniert, dass die Probenoberfläche senkrecht zum Elektronenstrahl ausgerichtet war. Alle Proben wurden nach einem standardisierten Protokoll montiert, um eine einheitliche Bildgebungsgeometrie zu gewährleisten. Bildgebende Bedingungen wurden durch die Beschleunigungsspannung (10,0 kV) und den Arbeitsabstand (die während aller Messungen konstant gehalten wurde) definiert, während die Punktgrößeneinstellung (3,0, instrumentenspezifisch) während der gesamten Studie konstant gehalten wurde.

Mikrographen wurden aus einem standardisierten zentralen Bereich jedes Probens entnommen. Der Bildgebiet wurde als geometrisches Zentrum der Probefläche definiert, das während der Probenvorbereitung mit einem digitalen Bremssättel bestimmt und für alle Messungen einheitlich verwendet wurde. Der SEM-Strahl wurde für alle Bildaufnahmen mit diesem vordefinierten Bezugspunkt ausgerichtet. Bilder wurden mit Vergrößerungen von ×2500, ×5000 und ×10.000 aufgenommen, wobei pro Vergrößerung ein Bild aufgenommen wurde, um die morphologischen Veränderungen der Oberflächen im Zusammenhang mit Kaffeefärbung und Mundspülung zu bewerten.

Statistische Analyse

Alle statistischen Analysen wurden mit R-Software mit dem WRS2-Paket durchgeführt. Die Datenverteilung wurde mit dem Shapiro–Wilk-Test bewertet. Da mehrere Variablen nicht einer Normalverteilung entsprachen, wurden robuste statistische Methoden angewandt. Für die Gesamtanalyse wurden Oberflächenrauheit und Farbwerte mit einer dreifach robusten ANOVA bewertet, um die Auswirkungen von Verbundtyp, Gruppe und Periode zu bewerten. Für Farbänderungsergebnisse wurden die Werte ΔE₁, ΔE₂ und ΔE₃ separat mit dreifach robustem ANOVA analysiert, wobei Komposittyp, Mundspülung und Anwendungsmethode unabhängige Faktoren waren. Wenn signifikante Effekte identifiziert wurden, wurden post-hoc-Mehrfachvergleiche mittels Bonferroni-Anpassung durchgeführt. Die Ergebnisse werden als getrimmter Mittelwert ± Standardfehler ausgedrückt, wobei Standardfehler innerhalb des robusten Rahmens mit getrimmtem Mittelwert im WRS2-Paket geschätzt werden. Das Signifikanniveau wurde auf p < 0,05 festgelegt.

Ergebnisse

Probenvorbereitung

Die Farbveränderung (ΔE) wurde über zusammengesetzte Typen, Gruppen und verschiedene Perioden (ΔE₁, ΔE₂ und ΔE₃) ausgewertet, entsprechend den aufeinanderfolgenden Schritten des experimentellen Protokolls (Tabellen 4 und 5, Abbildung 2).

Wirkung

Q

Diskussion

Ästhetische Ergebnisse sind zentral für den klinischen Erfolg von Resin-Composite-Restaurierungen, da die langfristige Farbstabilität ihre Fähigkeit bestimmt, sich mit dem umliegenden Zahngewebe zu harmonisieren. Nanohybride Verbundstoffe, die nanometrische und submikronische Füllstoffe enthalten, wurden entwickelt, um die optische Integration, Polierbarkeit und Verfärbungsbeständigkeit zu verbessern^22,23. In jüngerer Zeit wurden...

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Aluminiumoxid-Schleifscheiben	3M ESPE, USA	Sof-Lex XT	Sequentielle Bearbeitung von grober zu superfeiner Körnung
Kaffeepulver (Instant)	Nestlé, Schweiz	Nescaf &eakut; Klassisch	Verwendet zur Herstellung von Färbelösung
Diamantpoliersystem	3M ESPE, USA	Sof-Lex Diamantpoliersystem	Endpolierverfahren
Destilliertes Wasser	Botafarma, Türkei	Destilliertes Wasser	Speicher- und Spülmedium (Kontrolllösung)
Umwelt-Rasterelektronenmikroskop	Carl Zeiss, Deutschland	EVO MA10	Betrieb mit 10 kV
Glasschlitten (Zementglas)	AmScope, USA	BS-50P-100S-22	Verwendet zum Abflachen von Probenflächen
Lichthärteneinheit	Ultradent, USA	VALO Kabellos	Ausgabe verifiziert (~1000 mW/cm²)
Microsoft Excel-Tabelle	Microsoft Corp., Redmond, WA, USA	Excel	Verwendet für CIEDE2000 Berechnungen
Mundspülung (Crest 3D White)	Procter & Gamble, USA	Wappen 3D White	Wasserstoffperoxid & Dash; Basierend
Mundspülung (Listerine Fresh Burst)	Johnson & Johnson, USA	Listerine Fresh Burst	Alkoholhaltig
Mundspülung (Colgate Plax Whitening + Holzkohle)	Colgate-Palmolive, USA	Colgate Plax Whitening + Holzkohle	Holzkohlehaltig
Mundspülung (Sensodyne Pronamel)	Haleon, Großbritannien	Sensodyne Pronamel	Fluoridhaltig
Mundbewässerer	Procter & Gamble, USA	Oral-B Oxyjet MD20	Mittlere Druckeinstellung (~55– 65 psi)
Polyesterstreifen	Extra Dental	Universalstreifen	Verwendet zur Reduzierung der Sauerstoffhemmung
Harzkomposit (Charisma Diamond One)	Kulzer, Deutschland	Charisma Diamond One	TCD-DI-HEA basiert
Resin-Verbund (Vittra APS Unique)	FGM, Brasilien	Vittra APS Unique	APS-Technologie
Silikonform (vorgefertigt)	Hagiki, Türkei	Transparent	Scheibenförmig (8 mm & mal; 2 mm)
Spektrophotometer	VITA Zahnfabrik, Deutschland	Easyshade V	Verwendet zur Farbmessung
Stereomikroskop	Leica, Deutschland	Trinokulares Stereomikroskop	Für die Fehlerinspektion bei 20& Times verwendet; Vergrößerung
Statistiksoftware	R-Kernteam	R-Version 4.2.2	Verwendet für Datenanalysen
Statistisches Softwarepaket	R-Stiftung für Statistische Berechnung, Österreich	WRS2	Robustes ANOVA (getrimmt bedeutet)
Software zur statistischen Leistungsanalyse	Heinrich-Heine-Universität Dü sseldorf, Deutschland	G*Power	Verwendet zur Berechnung der Stichprobengröße