Для того чтобы понять пространственное развитие полимеризации усадки стресса в стоматологических смолой композитных реставраций, цифровой Корреляция Изображение было использовать для обеспечения полной поле измерения смещения / деформации восстановленных моделей стеклянных полостей путем сопоставления изображений восстановлению принятых до и после полимеризации.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Усадка Стоматологическое Composite в имитации полости Измеряется с цифровой корреляции изображения
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Полимеризация усадка стоматологических композитов смолы может привести к реставрации нарушение сцепления или трещины тканей зуба в композитных-восстановлен зубов. Для того чтобы понять, где и как усадка деформаций и напряжений развития в таких восстановленных зубов, цифровой Корреляция изображения (ДВС-синдром) был использован, чтобы обеспечить полное представление о распределении смещений и деформаций в пределах типовых реставраций, перенесших полимеризации усадку.
Образцы с модельными полостей были сделаны из цилиндрических стержней стеклянных с обоих диаметр и длина быть 10 мм. Размеры мезиальная-окклюзионная-дистальной (MOD) полости, полученного в каждом образце измеряется 3 мм и 2 мм по ширине и глубине, соответственно. После заполнения полости со смолой композитного материала, поверхность под наблюдением опрыскивали первого тонким слоем белой краски, а затем тонкой черный порошок уголь, чтобы создать высокую контрастность пятен. Фотографии этой поверхности, то брали до отверждения и через 5 мин после. FiНаконец, две фотографии были соотнесены с помощью программного обеспечения DIC для расчета распределения смещений и деформаций.
Композит на основе смолы сократилась вертикально в нижней части полости, с верхней центральной части восстановление имеющий наибольшее смещение вниз. В то же время, она сократилась горизонтально по отношению к вертикальной линии. Усадка композиционного материала растягивается в непосредственной близости от интерфейса "зуб-восстановление", в результате чего бугров прогибов и высоких деформации растяжения по всему реставрации. Материал близко к стенкам полости или этаже были прямые штаммов в основном в направлениях, перпендикулярных к интерфейсам. Суммирование двух прямых компонент деформации показали сравнительно равномерное распределение по всему восстановления и его величина составила примерно до объемной усадки деформации материала.
Введение
Смола композиты широко используются в стоматологии из-за их превосходной эстетики и рабочими свойствами. Тем не менее, несмотря на то, связаны с тканями зуба, полимеризация усадка смолы композитов остается клиническим беспокойство, поскольку усадка напряжение, развиваемое может вызвать нарушение сцепления на границе зуб-реставрационных 1 -2. Следовательно, бактерии могут вторгнуться и проживают в неудачных местах и привести к вторичного кариеса. С другой стороны, если восстановление хорошо прикреплен к зубу, усадка стресс может вызвать образование трещин в тканях зубов. Любой из этих неудач поставит под угрозу срок службы реставрации зубов, который может быть подвержен большим количеством циклов термической и механической нагрузки.
Измерение напряжения полимеризации усадки и стресса, таким образом, стали незаменимыми в разработке и оценке стоматологических композитов смолы 3-4 . Различные методы или способы измерения были разработаны 5-11 с главной целью обеспечения простой установки для измерения поведение усадки смолы композитных материалов надежно. В то время как измерения, которые они предоставляют, может быть достаточно для сравнения усадки поведения различных материалов, они не помогают в понимании того, как и где усадка стресс развивается в фактических восстановленных зубов. В частности, вопрос представляет большой интерес, как в полости стены ограничить усадку композитов и приводит к созданию усадки стресса в стоматологических реставраций 12. Следует отметить, что для создания усадки стресс, часть усадки штамма композит на основе смолы должен быть преобразован в растяжение упругой деформации. Поэтому было бы полезно, если этот компонент деформации в восстановлении может быть измерена. В последнее время оптический деформации измерительной техники полной поле, Digital Image Корреляция (DIC), был применен для измерения свободного shrinkaGE смоляных композитов, а также поток материала в стоматологических реставраций 13-15. Основная идея DIC является отслеживание и коррелируют видимые узоры на поверхности образца из последовательных изображений, полученных во время ее деформации в результате чего перемещение и поля деформации над этой поверхностью может быть определена. Измерение полного поля является одним из основных преимуществ способа ДВС, что особенно полезно при наблюдении неравномерную деформацию и модели деформации 13. В этом исследовании, ДВС был использован, чтобы раскрыть закономерности деформации в стоматологических смолы композитных реставраций, с целью понимания развития усадки стресса и выявления потенциальных участков для разрыхление. Эта информация не является непосредственно занят в работах, приведенных выше 14-15, которые только измеренных смещение восстановления из-за полимеризации усадки. Измерение проводили с использованием моделей, что смоделированные зубы мезиальная-окклюзионная-дистальных (MOD) полостей зуба как попытка репликит.е стресс или напряжение в реальных стоматологических реставраций. Хотя использование реального зубов является более анатомически представитель, недостатком это значительные врожденные различия между зубов в анатомии, механических свойств, степени гидратации, а также невидимых внутренних дефектов 14, которые приводят к большим изменениям в результатах. Для преодоления этого недостатка, некоторые исследователи пытались стандартизировать образцы зубов, группируя их по щечной размера 16 или заменить зубы вообще с моделями суррогатной материала 17. Например, алюминиевые модели, которые имеют модуль Юнга Подобные эмали (69 и 83 ГПа соответственно) были использованы в измерении напряжений усадки, с уровнем усадки стресс быть указанном отклонении сборки 17. В этом исследовании кварцевого стекла модели (полости) были использованы вместо потому что материал также имеет модуль Юнга Подобные (63 ГПа) к человеческому эмали и, как это прозрачнойЛОР, любое нарушение сцепления или трещин в образцах можно легко наблюдать.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
Примечание: Три стоматологические композиты изучались с помощью стеклянных полости: Z100, Z250 и LS, как указано в списке материалов. Среди них, LS, как известно, низкой усадкой композит на основе смолы с объемной усадки примерно 1,0%, что намного ниже, чем у Z250 и Z100 (~ 2% и ~ 2,5%, соответственно) 18-19. Оборудование и другие материалы, используемые в этом исследовании также приведены в Список материалов.
1. Модель полости Подготовка
- Вырезать длинный цилиндрический стеклянный стержень, 10 мм в диаметре, в 10-мм дл коротких стержней с использованием низкоскоростного алмазной пилой.
- Вырежьте мезиального-Окклюзионный-Дистальный (MOD) полость (рис. 1) измерения 3 мм (ширина) х 2 мм (глубина) в каждом образце использованием адаптированной низкоскоростной алмазной пилой.
- Польский вниз каждого цилиндрического образца, чтобы создать плоскую поверхность перпендикулярно длине полости, с размерами, как показано на рисунке 1. Плоская поверхность позволяет точно FOЯвление это и калибровка изображения на восстановление. Отныне она будет называться поверхность наблюдение.
- Подготовьте три образца для каждого из трех испытанных материалов: Z100, Z250 и LS; см. таблицу материалов.
2. Полость Заполнение композит на основе смолы
- Нанесите тонкий слой керамической Primer с помощью кисти, чтобы silanize все стекла поверхность полости. Это позволяет склеивания между стеклянными поверхностями и смоляных композитов.
- По истечении 1 минуты, нанесите тонкий слой клея. Используйте систему LS клей для композитных LS и Adper Single Bond Plus для композитного Z100 и Z250.
- Лечение клей с отверждения света и продолжительности (10-20 сек) на основе инструкциями изготовителя (Материалы таблицу).
- Обложка все стеклянных поверхностей, окружающих реставрацию черной лентой, кроме поверхности наблюдения, как показано на рисунке 2. Цель состоит в том, чтобы избежать отверждения свет, достигающийкомпозит на основе смолы через окружающую прозрачного стекла, которая не бывает в настоящих зубов.
- Массовая-заполнить полость со смолой композита и соскрести излишки, чтобы сгладить все поверхности.
3. Поверхность Живопись
- Нанесите тонким слоем белой краски на поверхность наблюдения, который теперь включает часть смолы композита.
- Посыпать сразу немного черного мелкий уголь порошок на краску, чтобы создать высокую контрастность пятен. Нерегулярные Формы крапинками поможет программное обеспечение DIC для выявления их и отслеживать их перемещения.
4. Пример монтажа, леча, и фотография
- Как показано на Фиг.2, поместить образец (E) в держатель (С) и затянуть его с помощью винта (D). Затем поместите весь блок в конце большой горизонтальной балки.
- Безопасность ПЗС-камеры и желтую освещения LED свет на том же пучке таким образом, что они сталкиваются с НАБЛЮДЕНИЯн поверхность.
- Использование стойки с регулируемыми зажимами, поместите отверждения свет таким образом, что его конец составляет около 1 мм над образца.
- Сфотографируйте образца, чтобы обеспечить эталонного изображения до отверждения.
- Отверждения смолы композит течение 20 сек.
- Сделайте другой снимок в 5 мин после отверждения.
- Поместите калибровочный блок в том же положении, что и поверхности наблюдения и сделать снимок. Калибровка блок содержит массив круговых точек с размером и шагом точно известно.
5. Анализ изображений с ДВС Software
- Импорт две фотографии, снятые для каждого образца, один до и один после отверждения, в программное обеспечение DIC.
- Калибровка размеры изображений и коррекции искажений изображения, используя образ калибровки блока. .
- Определите сферу интересов внутри поверхности наблюдения для анализа.
- Определить размер квадратных подмножества окон, как 64 х 64 пикселей дляПервая итерация и 32 х 32 пикселей для второй итерации 20. Определить перекрытие 50%.
- Соотнести изображение, снятое после отверждения с опорным изображением, принятых до отверждения для расчета распределения смещения и деформации.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Три образца были испытаны для каждого материала. После каждого испытания образец был рассмотрен глаза или, если необходимо, с помощью микроскопа. Нет очевидной нарушение сцепления на «зуб-реставрационных" интерфейс или растрескивания не было найдено.
Разрешение фотографии было 1600 х 1180 пикселей с размером пикселя 5,8 мм. С размером окна подмножество из 32 пикселей, пространственное разрешение распределений смещений было около 186 мм.
На рисунке 3<...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Использование стеклянных полостей с той же формы и размеров для измерения деформации усадки было свести к минимуму различия в результатах из-за различий в размерах, анатомии и материальных свойств природных человеческих зубов. Кроме того, кварцевого стекла использовали в этом исследовании, имеет модуль Юнга Подобные эмали, что делает его подходящим материалом для имитатор естественных зубов, насколько механическое поведение обеспокоен 21-22. Хотя в реальных реставрации зубов, композит на основе смолы, в основ...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторы заявляют, что они не имеют конкурирующие финансовые интересы.
Благодарности
Это исследование было поддержано стоматологических исследований Центра Миннесоты для биоматериалов и биомеханики (MDRCBB).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Стоматологический композит Z100 | 3M ESPE | N362979 | объемная усадка ~ 2,5%, модуль Юнга ~ 14 ГПа |
| Стоматологический композит Z250 | 3M ESPE | N326080 | объемная усадка ~ 2,0%, модуль Юнга ~ 11 ГПа |
| Стоматологический композит LS | 3M ESPE | N240313 | объемная усадка ~ 1%, модуль Юнга ~ 10 ГПа |
| Керамическая грунтовка | 3M ESPE | N167818 | Rely X |
| LS System Клей | 3M ESPE | N391675 | Клей для композита LS |
| Adper Single Bond Plus | 3M ESPE | 501757 | Клей для композита Z100 и Z250 |
| Стеклянный стержень | Компания Corning Inc. | Pyrex 7740 боросиликатный | |
| отверждаемый свет | 3M ESPE | Elipar S10 | |
| Белая краска | Группа продуктов | Indoor/Outdoor, Flat white | |
| Древесный угольный порошок | Сигма Олдрич, Ко. | BCBH6518V | активированным углем Fluka |
| Пойнт Грей Ресерч, Инк. | Пойнт Грей Гра-20С4С4С-С |
Ссылки
- Palin, W. M., Fleming, G. J. P., Nathwani, H., Burke, F. J. T., Randall, R. C. In vitro cuspal deflection and microleakage of maxillary premolars restored with novel low-shrink dental composites. Dental Materials. 21, 324-335 (2005).
- Li, H., Li, J., Yun, X., Liu, X., Fok, A. S. -L. Non-destructive examination of interfacial debonding using acoustic emission. Dental Materials. 27, 964-971 (2011).
- Dijken, J. W., Lindberg, A. Clinical effectiveness of a low-shrinkage resin composite: a five-year evaluation. J Adhes Dent. 11, 143-148 (2009).
- Yamazaki, P. C. V., Bedran-Russo, A. K. B., Pereira, P. N. R., Swift, E. J. Microleakage Evaluation of a New Low-shrinkage Composite Restorative Material. Operative Dentistry. 31, 670-676 (2006).
- Watts, D. C., Cash, A. J. Determination of polymerization shrinkage kinetics in visible-light-cured materials: methods development. Dental materials : official publication of the Academy of Dental Materials. 7, 281-287 (1991).
- Gee, A. J., Davidson, C. L., Smith, A. A modified dilatometer for continuous recording of volumetric polymerization shrinkage of composite restorative materials. Journal of Dentistry. 9, 36-42 (1981).
- Sakaguchi, R. L., Sasik, C. T., Bunczak, M. A., Douglas, W. H. Strain gauge method for measuring polymerization contraction of composite restoratives. Journal of Dentistry. 19, 312-316 (1991).
- Fogleman, E. A., Kelly, M. T., Grubbs, W. T. Laser interferometric method for measuring linear polymerization shrinkage in light cured dental restoratives. Dental Materials. 18, 324-330 (2002).
- Arenas, G., Noriega, S., Vallo, C., Duchowicz, R. Polymerization shrinkage of a dental resin composite determined by a fiber optic Fizeau interferometer. Optics Communications. 271, 581-586 (2007).
- Demoli, N., et al. Digital interferometry for measuring of the resin composite thickness variation during blue light polymerization. Optics Communications. 231, 45-51 (2004).
- Sharp, L. J., Choi, I. B., Lee, T. E., Sy, A., Suh, B. I. Volumetric shrinkage of composites using video-imaging. Journal of Dentistry. 31, 97-103 (2003).
- Feilzer, A. J., De Gee, A. J., Davidson, C. L. Setting stress in composite resin in relation to configuration of the restoration. Journal of Dental Research. 66, 1636-1639 (1987).
- Li, J., Fok, A. S., Satterthwaite, J., Watts, D. C. Measurement of the full-field polymerization shrinkage and depth of cure of dental composites using digital image correlation. Dental Materials. 25, (2009).
- Chuang, S. -F., Chang, C. -H., Chen, T. Y. -F. Spatially resolved assessments of composite shrinkage in MOD restorations using a digital-image-correlation technique. Dental Materials. 27, 134-143 (2011).
- Arakawa, A., Morita, Y., Uchino, M. Polymerization Shrinkage Behavior of Light Cure Resin Composites in Cavities. Journal of Biomechanical Science and Engineering. 4, 356-364 (2009).
- Lee, M. R., Cho, B. H., Son, H. H., Um, C. M., Lee, I. B. Influence of cavity dimension and restoration methods on the cusp deflection of premolars in composite restoration. Dental Materials. 23, 288-295 (2007).
- Park, J., Chang, J., Ferracane, J., Lee, I. B. How should composite be layered to reduce shrinkage stress: Incremental or bulk filling. Dental Materials. 24, 1501-1505 (2008).
- Weinmann, W., Thalacker, C., Guggenberger, R. Siloranes in dental composites. Dental Materials. 21, 68-74 (2005).
- Silikas, N., Eliades, G., Watts, D. C. Light intensity effects on resin-composite degree of conversion and shrinkage strain. Dental Materials. 16, 292-296 (2000).
- Yaofeng, S., Pang, J. H. L. Study of optimal subset size in digital image correlation of speckle pattern images. Optics and Lasers in Engineering. 45, 967-974 (2007).
- Versluis, A., Tantbirojn, D., Pintado, M. R., DeLong, R., Douglas, W. H. Residual shrinkage stress distributions in molars after composite restoration. Dental Materials. 20, 554-564 (2004).
- Sakaguchi, R. L., Wiltbank, B. D., Murchison, C. F. Prediction of composite elastic modulus and polymerization shrinkage by computational micromechanics. Dental Materials. 20, 397-401 (2004).
- Lecompte, D., Bossuyt, S., Cooreman, S., Sol, H., Vantomme, J. SEM Annual Conference and Exposition on Experimental and Applied Mechanics, 2007 June 3-6, Springfield, Massachusetts, , (2007).
- Huang, J., et al. Digital Image Correlation with Self-Adaptive Gaussian Windows. Exp Mech. 53, 505-512 (2013).
- Li, J., Lau, A., Fok, A. S. Application of digital image correlation to full-field measurement of shrinkage strain of dental composites. J. Zhejiang Univ. Sci. A. 14, 1-10 (2013).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
Теги
