Name: Contracción de Dental Composite en Simulado Cavidad Medido con Correlación Digital de Imágenes (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-07-21T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 45 s
Description: Aprende a medir la contracción de composites dentales en cavidades simuladas mediante correlación digital de imágenes. Este método permite identificar zonas de concentración de deformación y riesgo de desbondado.

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Este estudio fue apoyado por el Centro Minnesota Dental Investigación de Biomateriales y Biomecánica (MDRCBB).

Nota: Tres resinas compuestas dentales fueron estudiadas a través de las cavidades de vidrio: Z100, Z250 y LS, que se enumeran en la Lista de Materiales. Entre ellos, LS es conocido por ser un compuesto de resina de baja contracción con una contracción volumétrica de alrededor de 1,0%, mucho más bajos que los de Z250 y Z100 (~ 2 ~% y 2,5%, respectivamente) 18-19. El equipo y otros materiales utilizados en este estudio también se dan en la Lista de Materiales. 1. Modelo de Preparación de la cavidad <ol><li> Cortar una larga vara cilíndrica de vidrio, de 10 mm de diámetro, a 10 mm de longitud varillas cortas utilizando una sierra de diamante de baja velocidad. </li><li> Corte un (MOD)-cavidad oclusal mesial-distal (Figura 1) de medición de 3 mm (anchura) x 2 mm (profundidad) en cada muestra usando una sierra de diamante de baja velocidad adaptada. </li><li> Polaco abajo de cada muestra cilíndrica para crear una superficie plana perpendicular a la longitud de la cavidad, con dimensiones como se muestra en la Figura 1. La superficie plana permite precisa FOtrándose y calibración imagen en la restauración. De aquí en adelante, se llamará la superficie de observación. </li><li> Preparar tres muestras para cada uno de los tres materiales probados: Z100, Z250 y LS; ver tabla de Materiales. </li></ol> 2. Cavidad de relleno con composite <ol><li> Aplicar una fina capa de cerámica Primer con un pincel para silaniza todas las superficies de la cavidad de cristal. Esto permite la unión entre las superficies de cristal y las resinas compuestas. </li><li> Después de aproximadamente 1 minuto, aplique una fina capa de adhesivo. Utilizar el sistema LS LS Adhesivo para compuestos y Adper Single Bond Plus para composite Z100 y Z250. </li><li> Curar el adhesivo con una lámpara de polimerización y la duración (10-20 seg) en base a las instrucciones del fabricante (tabla Materiales). </li><li> Cubrir todas las superficies de cristal que rodean la restauración con cinta negro, excepto la superficie de observación, como se muestra en la Figura 2. El propósito es evitar la luz de curado de llegar a laresina compuesta a través del cristal transparente que rodea, lo que no ocurre en los dientes reales. </li><li> Bulk-llenar la cavidad con resina compuesta y raspar el exceso de acoplar todas las superficies. </li></ol> 3. Pintura de superficie <ol><li> Pulverizar una fina capa de pintura blanca sobre la superficie de observación, que ahora incluye parte del compuesto de resina. </li><li> Espolvorear un poco de polvo de carbón vegetal de inmediato fino de color negro en la pintura para crear manchas de alto contraste. Las formas irregulares de las motas ayudarán al software DIC identificarlos y realizar un seguimiento de sus movimientos. </li></ol> 4. Montaje de la muestra, que cura, y Fotografía <ol><li> Haciendo referencia a la Figura 2, colocar una muestra (E) en el soporte (C) y apriete con un tornillo (D). A continuación, colocar toda la unidad en el extremo de una viga horizontal grande. </li><li> Asegure una cámara CCD y una luz amarilla LED de iluminación en el mismo haz de tal forma que se enfrentan a la observacionaln superficie. </li><li> El uso de un soporte con abrazaderas ajustables, coloque la luz de curado de tal manera que su punta es de aproximadamente 1 mm por encima de la muestra. </li><li> Tome una fotografía de la muestra para ofrecer la imagen de referencia antes del curado. </li><li> Curar el compuesto de resina durante 20 segundos. </li><li> Tome otra fotografía a los 5 min después del curado. </li><li> Coloque un bloque de calibración en la misma posición que la superficie de observación y tomar una foto. El bloque de calibración contiene una matriz de puntos circulares con tamaño y la separación conocida con precisión. </li></ol> 5. Análisis de imágenes con CID Software <ol><li> Importe las dos imágenes tomadas para cada muestra, una antes y otra después del curado, en el software de la CID. </li><li> Calibrar las dimensiones de las imágenes y corregir la distorsión de imagen usando la imagen de el bloque de calibración. . </li><li> Definir el área de interés dentro de la superficie de observación para el análisis. </li><li> Definir el tamaño de las ventanas de subconjuntos cuadrados como 64 x 64 píxeles para laprimera iteración y 32 x 32 píxeles para la segunda iteración 20. Definir la superposición de un 50%. </li><li> Relacionar la imagen tomada después de la curación de la imagen de referencia se toma antes de curar para calcular las distribuciones de desplazamiento y deformación con. </li></ol>

<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/pubmed?term=((In+vitro+cuspal+deflection+and+microleakage+of+maxillary+premolars+restored+with+novel+low-shrink+dental+composites%5BTitle%5D)+AND+%22Dental+Materials%22%5BJournal%5D)">In vitro cuspal deflection and microleakage of maxillary premolars restored with novel low-shrink dental composites.</a> Dental Materials. 21, 324-335 (2005).</li>
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</ol>

Los autores declaran que no tienen intereses financieros en competencia.

El uso de cavidades de vidrio con la misma forma y dimensiones para la medición de la deformación por retracción era reducir al mínimo la variación en los resultados debido a diferencias en el tamaño, la anatomía y propiedades del material de los dientes humanos naturales. Además, el vidrio de sílice fundida utilizada en este estudio tiene un módulo de Young similar a esmalte, por lo que es un material simulante adecuado para los dientes naturales en cuanto a comportamiento mecánico se refiere a 21-22. Aunque...

Resinas compuestas son ampliamente utilizados en la odontología restauradora, debido a su estética superior y propiedades de manejo. Sin embargo, a pesar de estar en condiciones de servidumbre a los tejidos de los dientes, la contracción de polimerización de las resinas compuestas sigue siendo una preocupación clínica como la tensión de contracción desarrollada puede causar desunión en la interfase diente-restauración 1 -2. En consecuencia, las bacterias pueden invadir y residir en las zonas fallidas y dar lugar a caries secundaria. Por otro lado, si la restauración está bien adherido al diente, la tensión de contracción puede causar grietas en los tejidos de los dientes. Cualquiera de estos fracasos se ponga en peligro la vida de servicio de la restauración dental, que se somete a un gran número de ciclos de carga térmica y mecánica. De este modo de medición de la tensión de contracción de polimerización y el estrés se ha convertido en indispensable en el desarrollo y evaluación de las resinas compuestas dentales 3-4 </sup&gt;. Varias técnicas o métodos de medición se han desarrollado 5-11 con el propósito principal de proporcionar una configuración simple para medir el comportamiento de contracción de los materiales compuestos de resina de forma fiable. Si bien las mediciones que proporcionan pueden ser suficientes para comparar los comportamientos de contracción de diferentes materiales, que no ayudan en la comprensión de cómo y dónde la tensión de contracción se desarrolla en los dientes restaurados reales. En concreto, una cuestión de gran interés es la forma en las paredes de la cavidad limitan la contracción de los composites y conduce a la creación de tensión de contracción en las restauraciones dentales 12. Tenga en cuenta que, para crear tensión de contracción, parte de la cepa de la contracción del material compuesto de resina tiene que ser convertido en la cepa elástico a la tracción. Por tanto, sería útil si este componente de la cepa en la restauración se puede medir. Recientemente, la técnica óptica de medición de la tensión de campo completo, de correlación de imágenes digital (DIC), se ha aplicado a la medición de shrinka librege de compuestos de resina, así como el flujo de materiales en las restauraciones dentales 13-15. La idea básica de la CID es para rastrear y correlacionar patrones visibles sobre la superficie de la muestra a partir de imágenes secuenciales tomadas durante su deformación mediante el cual el desplazamiento y campos de deformación sobre la superficie que se pueden determinar. Medición de campo completo es una de las principales ventajas del método de la CID, que es especialmente útil en la observación de la deformación no uniforme y patrones de tensión 13. En este estudio, DIC fue utilizado para descubrir los patrones de cepas en las restauraciones de composite de resina dental, con el objetivo de comprender el desarrollo de la tensión de contracción y la identificación de sitios potenciales para la desunión. Esta información no está disponible directamente en los trabajos citados más arriba 14-15, que sólo miden el desplazamiento de la restauración debido a la contracción de polimerización. La medición se llevó a cabo usando modelos que simulan los dientes con (MOD) caries mesial-oclusal-distales como un intento de réplicate El estrés o tensión en las restauraciones dentales reales. Aunque el uso de los dientes real es más anatómicamente representante, la desventaja de que es las diferencias inherentes significativas entre los dientes en la anatomía, propiedades mecánicas, grado de hidratación, así como defectos internos invisibles 14 que se traducen en grandes variaciones en los resultados. Para superar este inconveniente, algunos estudios han tratado de normalizar las muestras de dientes, agrupándolos en función del tamaño bucal 16 o reemplazado los dientes en conjunto con modelos de un material sustituto 17. Por ejemplo, los modelos de aluminio que tienen un módulo de Young similar a esmalte (69 y 83 GPa, respectivamente) se han empleado en la medición de tensión de contracción, con el nivel de tensión de contracción está indicado por la deflexión cúspide 17. En este estudio, se utilizaron modelos de vidrio de sílice (cavidades) en lugar debido a que el material también tiene un módulo de Young similar (63 GPa) al esmalte humano y, ya que es transparenteent, cualquier pérdida de adherencia o formación de grietas en las muestras puedan ser rápidamente.

<table><tbody><tr><td>Composite dental Z100</td><td>3M ESPE</td><td>N362979</td><td>contracción de volumen ~ 2.5%, módulo de Young ~ 14 GPa</td></tr><tr><td>Composite dental Z250</td><td>3M ESPE</td><td>N326080</td><td>contracción de volumen ~ 2.0%, módulo de Young ~ 11 GPa</td></tr><tr><td>Composite dental LS</td><td>3M ESPE</td><td>N240313</td><td>contracción de volumen ~ 1%, módulo de Young ~ 10 GPa</td></tr><tr><td>Imprimación cerámica</td><td>3M ESPE</td><td>N167818</td><td>Rely X</td></tr><tr><td>LS System Adhesive</td><td>3M ESPE</td><td>N391675</td><td>Adhesivo para compoiste LS</td></tr><tr><td>Adper Single Bond Plus</td><td>3M ESPE</td><td>501757</td><td>Adhesivo para compoiste Z100 y Z250</td></tr><tr><td>Varilla de vidrio&nbsp;</td><td>Corning Inc.</td><td>Pyrex 7740 borosilicato</td><td></td></tr><tr><td>Luz de polimerización&nbsp;</td><td>3M ESPE</td><td>Elipar S10</td><td></td></tr><tr><td>Pintura blanca&nbsp;</td>Grupo <td></td><td>de productos Krylon</td><td>Interior/Exterior, Polvo</td></tr><tr><td>de carbón blanco plano &nbsp;</td><td>Sigma Aldrich, Co.</td><td>BCBH6518V</td> Cámara CCD de <td>carbón activado Fluka</td></tr><tr><td>&nbsp;</td><td>Investigación de Point Grey, Inc.</td><td>Gris Punto Gras-20S4C-C</td><td></td></tr></tbody></table>

contracción de dental composite en simulado cavidad medido con correlación digital de imágenes

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

Polimerización contracción de las resinas compuestas dentales puede conducir a la desunión restauración o los tejidos del diente fisurado en dientes compuestos restaurado. Para entender dónde y cómo la tensión y la tensión de contracción desarrollar en tales dientes restaurados, se utilizó imágenes digitales de correlación (DIC) para proporcionar una visión completa de las distribuciones de desplazamiento y deformación dentro de las restauraciones de modelos que se habían sometido a la contracción de polimerización. Las muestras con cavidades modelo se hicieron de varillas de vidrio cilíndricos con diámetro y longitud que es 10 mm. Las dimensiones de la cavidad-mesial-distal oclusal (MOD) preparado en cada muestra miden 3 mm y 2 mm de ancho y la profundidad, respectivamente. Después de llenar la cavidad con resina compuesta, la superficie bajo observación se pulverizó con primero una fina capa de pintura blanca y luego polvo fino de carbón negro para crear motas de alto contraste. Imágenes de esa superficie fueron entonces tomadas antes del curado y 5 min después de la. FiFinalmente, las dos imágenes se correlacionaron utilizando software de CID para calcular las distribuciones de desplazamiento y deformación. El compuesto de resina se contrajo verticalmente hacia la parte inferior de la cavidad, con la parte central superior de la restauración que tiene el mayor desplazamiento hacia abajo. Al mismo tiempo, se encogió horizontalmente hacia su línea media vertical. La contracción del material compuesto estira el material en las proximidades de la interfaz de &quot;diente-restauración&quot;, resultando en desviaciones de las cúspides y las tensiones de tracción elevadas alrededor de la restauración. Material cerca de las paredes de la cavidad o piso tenía cepas directos en su mayoría en las direcciones perpendiculares a las interfaces. La suma de los dos componentes directos cepa mostró una distribución relativamente uniforme alrededor de la restauración y su magnitud igualó aproximadamente a la cepa de la contracción volumétrica del material.

Tres muestras se ensayaron para cada material. Después de cada prueba, el espécimen fue examinado por ojos o, si es necesario, usando un microscopio. No se encontró la desunión evidente en la interfaz o cracking &quot;diente-restauración&quot;. La resolución de las imágenes era 1600 x 1180 píxeles con un tamaño de píxel de 5,8 mm. Con un tamaño de ventana subconjunto de 32 píxeles, la resolución espacial de las distribuciones de desplazamiento fue de alrededor de 186 mm. <p class="jove_c...

Con el fin de entender el desarrollo espacial de la tensión de contracción de polimerización en restauraciones de composite de resina dental, se utilizó la correlación digital de imagen para proporcionar de campo completo de medición de desplazamiento / deformación de las cavidades de vidrio modelo restaurados mediante la correlación de las imágenes de la restauración se toma antes y después de la polimerización.

Contracción de Dental Composite en Simulado Cavidad Medido con Correlación Digital de Imágenes

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

El objetivo general de este procedimiento es utilizar la correlación digital de imágenes para revelar la distribución de la deformación por contracción en una cavidad de diente modelo restaurada con composite resinoso cuando se polimeriza. Esto se logra primero creando un diente modelo con una cavidad rellena y una superficie que permita las observaciones necesarias. El segundo paso consiste en crear un patrón de manchas en la superficie del espécimen bajo observación, de modo que su deformación pueda registrarse mediante imágenes. A continuación, capture imágenes de la superficie moteada antes y después del curado del compósito resinoso, junto con imágenes para calibración. El paso final consiste en determinar la deformación del espécimen del modelo dental comparando las imágenes tomadas antes y después del curado. Mediante los principios de la correlación de imágenes, finalmente se pueden obtener resultados que muestren las zonas de concentración de deformación donde podría producirse la desunión del compósito resinoso de la superficie dental.La principal ventaja de esta técnica frente a los métodos existentes, como el extensómetro eléctrico, es que la DIC puede proporcionar imágenes visuales de la distribución de la deformación en toda la superficie observada. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el desarrollo de resinas para restauraciones dentales, como el grado de contracción y el estrés inducido por el proceso de polimerización. Quien demostrará el procedimiento será Ian Huxford, un científico junior de mi laboratorio. Como primer paso, cree modelos de dientes.Los modelos de dientes de vidrio Sica comienzan con una varilla de vidrio cilíndrica larga. Utilice una sierra de diamante de baja velocidad para cortar la varilla en cilindros de 10 milímetros de diámetro y 10 milímetros de longitud. Una vez que los cilindros tengan la longitud correcta, como se muestra aquí, adapte la sierra para cortar un surco de tres milímetros de ancho y dos milímetros de profundidad a través de un extremo de cada uno, con el fin de formar una cavidad mesio-oclusal-distal.A continuación, en los extremos del cilindro se realiza un pulido de la cavidad, obteniendo una superficie plana perpendicular a la longitud de la cavidad. Esta superficie de observación permitirá enfocar y calibrar la imagen de la restauración. El siguiente paso consiste en rellenar las cavidades.Después de limpiar una cavidad, prepare un pincel y un imprimante cerámico. Utilice el pincel para aplicar una capa fina de imprimante cerámico sobre los ojos silenciosos. Todas las superficies de vidrio de la cavidad y permita la adhesión con los compuestos de resina.Después de aproximadamente un minuto, aplique una capa delgada de adhesivo adecuado para el compuesto de resina. Utilice una luz de curado y siga las instrucciones del fabricante para polimerizar el adhesivo. De 10 a 20 segundos después, cubra todas las superficies de vidrio, excepto la superficie de observación, con cinta negra.Esto evitará que la luz de curado alcance los composites de resina desde trayectorias irreales. La cavidad ya está lista para ser rellenada en bloque. Rellene cada cavidad con composite de resina.Raspe cualquier exceso para que todas las superficies queden planas. Para los siguientes pasos, obtenga pintura blanca que se pueda rociar y busque polvo de carbón vegetal. Comience con la pintura.Rocíe una capa delgada de pintura blanca sobre la superficie de observación, que ahora incluye algo de composite de resina. Inmediatamente espolvoree un poco del polvo de carbón sobre la pintura para crear puntos de alto contraste que puedan rastrearse mediante software. El carbón debe distribuirse de forma delgada y uniforme sobre la superficie de observación.El experimento se realizará utilizando una plataforma prefabricada con un portamuestras y una viga horizontal grande. Una cámara CCD y una luz están montadas en la viga de manera que enfrentan la posición de un portamuestras que puede fijarse a un extremo. Para comenzar a montar la muestra, prepare el portamuestras.Coloque la muestra del hueco del modelo en el soporte. Luego apriete el tornillo para fijarla. A continuación, monte el soporte en el extremo de la viga horizontal.La superficie de observación del espécimen debe orientarse hacia el objetivo de la cámara; encienda la luz y colóquela de manera que se reduzca el resplandor proveniente de la superficie de la resina. Ahora utilice un soporte con abrazaderas ajustables para colocar una luz de curado sobre el modelo de diente. La punta de la lámpara de curado debe estar aproximadamente a un milímetro por encima de la muestra una vez que todo esté en su lugar.Utilice la cámara CCD para tomar una imagen de referencia del espécimen antes de la polimerización. Luego encienda la lámpara para polimerizar el compuesto de resina durante 20 segundos. Después de apagar la lámpara, espere cinco minutos y tome otra imagen del espécimen para la calibración.Obtenga un bloque de calibración. El bloque tiene características de tamaño y espaciado conocidos. Retire la muestra y coloque este bloque en la misma posición que la superficie de observación.Tome una imagen del bloque. El análisis de la muestra se realizará mediante software de correlación de imágenes digitales. Cargue las imágenes antes y después del curado y regístrelas utilizando los datos de calibración.A continuación, defina un área de interés en la imagen de la superficie de observación. Defina el tamaño de las ventanas de subconjunto cuadradas para cada una de las dos iteraciones. Utilice un tamaño mayor de 64 por 64 píxeles.Para la primera iteración, elija un tamaño más pequeño de 32 por 32 píxeles; para la segunda iteración, defina el solapamiento entre ventanas de subconjuntos vecinas como 50%. Correlacione la imagen tomada después del curado con una imagen de referencia tomada antes del curado para calcular las distribuciones de desplazamiento y deformación. Este es un gráfico típico de los vectores de desplazamiento de una restauración curada realizada con Z dos 50. El gráfico es representativo de todas las resinas utilizadas.Las flechas indican la dirección de un desplazamiento, y los colores indican la magnitud según se muestra a la derecha. El composite de resina se ha retraído hacia la parte inferior de la cavidad, con el mayor desplazamiento descendente en la porción superior central. Al mismo tiempo, el composite de resina se ha contraído horizontalmente hacia la línea media vertical, que tiene un desplazamiento nulo.Las concentraciones de tensión de tracción horizontal indicadas en rojo se ubican a lo largo de las dos superficies verticales de restauración del diente. Una mayor contracción horizontal, indicada por tonos más azulados, se observa adyacente a las paredes laterales verticales y en la parte superior de la restauración. Esta representación de la tensión de contracción vertical muestra que aumenta gradualmente con la profundidad de la cavidad, mientras que la tensión de tracción vertical se observa en la superficie inferior.Cuando se suman los dos componentes de la deformación, denominada deformación directa total media en el plano, se observa una distribución relativamente uniforme de la deformación por contracción dentro del área de restauración. La medición de la deformación directa total media en el plano de los tres composites de resina a lo largo de la misma línea horizontal a través de las muestras produjo estas curvas. El composite LS produjo la menor deformación por contracción total media en el plano, seguido por Z dos 50 y luego por Z 100.Los tres materiales mostraron concentraciones de deformación a tracción similares de aproximadamente 1% en las interfaces. Al intentar este procedimiento, es muy importante recordar crear la superficie de observación con un patrón de manchas adecuado y calibrar sus dimensiones. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo utilizar la correlación digital de imágenes para analizar la distribución de la deformación por contracción en el diente restaurado con composite resinoso cuando se polimeriza.

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