Это исследование проводилось на кафедре восстановительной стоматологии факультета стоматологии Университета Мармара, Стамбул, Турция. В них не участвовали ни люди, ни животные; поэтому институциональное этическое одобрение не требовалось. Реагенты и оборудование, использованные в этом исследовании, перечислены в Таблице материалов. Рисунок 1 иллюстрирует экспериментальный рабочий процесс, использованный в этом исследовании. Подготовка образца впервые была проведена для изготовления дискообразных композитных образцов (8 мм × 2 мм). Затем были получены исходные измерения цвета перед окрашиванием. Все образцы затем погружались в кофейный раствор на 12 дней для вызвания изменения цвета, после чего следовали измерения цвета после окрашивания. После окрашивания образцы были разделены на экспериментальные группы, в которых пять различных растворов (включая дистиллированную воду [DW] в качестве контрольного) применялись либо с помощью орального ирригатора, либо прямым погружением в течение аналогичной имитации клинической длительности. Наконец, после обработки были проведены измерения цвета для оценки общего изменения цвета.

Рисунок 1: Экспериментальный рабочий процесс оценки стабильности цвета. Схема потока, иллюстрирующая экспериментальную процедуру, включая подготовку образца, базовое измерение цвета (T 0), окрашивание кофе (12 дней), измерение цвета после окрашивания (T 1) и ополаскивание рта с использованием статического погружения или с помощью орального оратора. Были получены окончательные цветовые измерения (T2) для расчёта изменений цвета (ΔE₁, ΔE₂ и ΔE₃). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этой фигуры.
Подготовка образца
В этом исследовании использовались два наногибридных однооттеночных смолянных композита: Charisma Diamond One (DO) и Vittra APS Unique (VU). Технические характеристики материалов приведены в Таблице 1.
| Смоляный композит | Производитель | Тип | Матрица смолы | Состав / размер филлера | Заполнительный контент (wt% / vol%) | Номер лота |
| Charisma Diamond One (DO) | Кульцер, Германия | Наногибрид | UDMA; TCD-DI-HEA; TEGDMA | B₂O₃–F–Al₂O₃–SiO₂; кремнезем; TiO₂; флуоресцентные и металлические оксиды; Органические пигменты (5–20 мкм) | 81 / 64 | N010209 |
| Виттра APS Unique (VU) | FGM, Бразилия | Наногибрид | UDMA; TEGDMA | Наполнители из циркония и кремнезёма (200 нм) | 82 / 72 | 230921 |
Таблица 1: Состав и свойства смольных композитов, использованных в этом исследовании. Тип материала, производитель, состав матрицы смолы, характеристики наполнителя, содержание наполнителя (масс/объём) и количество партий однооттеночных наногибридных смоляных композитов. Сокращения: UDMA = уретановый диметакрилат; TEGDMA = триэтиленгликоль диметакрилат; TCD-DI-HEA = трициклодекановый диметанол диакрилат; TiO₂ = диоксид титана; YbF₃ = иттербий трифторид; B₂O₃–F–Al₂O₃–SiO₂ = боро-фтор-алюмосиликат.
Дискообразные образцы (диаметром 8 мм и толщиной 2 мм) изготавливались с использованием стандартизированных сборных силиконовых форм. Композит из смолы вводился в форму одним шагом с помощью плоского пластикового наполнения и адаптировался к стенкам формы для полного заполнения и минимизации образования пустот. Прозрачные полиэфирные полоски были размещены как на верхней, так и на нижней поверхностях, а материал прессовался между стеклянными пластинами (цементным стеклом) для получения ровных и гладких поверхностей и стандартизации толщины. Окончательная толщина каждого образца измерялась с помощью цифрового суппорта (точность: ±0,01 мм), а образцы, отклонившиеся от целевой толщины (2,00 ± 0,05 мм), отбрасывались и заново изготавливались. Образцы изучались под стереомикроскопом при увеличении 20× при стандартизированных условиях освещения. Вся верхняя поверхность каждого образца систематически сканировала на наличие поверхностных дефектов, включая воздушные пустоты, пористость или неровности. Образцы с любым обнаруженным дефектом при этом увеличении исключались и заменялись.
Полимеризация проводилась с помощью светоотверждающего агрегата, работающего при напряжении 1000 мВт/см² с диапазоном длин волн 385–515 нм. Интенсивность выхода устройства проверялась с помощью радиометра перед подготовкой образца. Блок для отверждения лёгкого отверждения был располагался с помощью опорной установки, которая поддерживала наконечник отверждения в прямом контакте с полиэфирной полосой и перпендикулярно (90°) поверхности образца, обеспечивая равномерное расположение на протяжении всего процесса отверждения. Каждый экземпляр отверждался светом в течение 20 секунд от верхней поверхности, а затем сразу же 20 секунд от нижней поверхности при тех же условиях.
После полимеризации поверхности образца промывались под запуском DW в течение 10 секунд с использованием зубного спрея воды. Спрей наносили под перпендикулярным углом (90°) к поверхности образца с помощью опорной позиционной системы, при которой образец и наконечник распылителя были выровнены. Расстояние между наконечником распылителя и поверхностью образца было установлено на уровне 5 см и контролировалось с помощью измерительного инструмента. Образцы затем хранили по отдельности в закрытых стеклянных контейнерах с DW при 23°C ± 1°C в течение 24 часов перед завершением и полировкой. Контейнеры оставались закрытыми, чтобы предотвратить испарение, и помещались в шкаф, чтобы минимизировать воздействие света. Отделка и полировка выполнялись на обеих поверхностях каждого образца с использованием абразивных дисков на основе оксида алюминия (крупных, средних, мелких и сверхтонных) в последовательном порядке, при этом низкоскоростной нагрузка работал на 10 000 об/мин. Каждый диск наносился в течение 20 секунд с равномерным вращательным движением по всей поверхности для обеспечения равномерной обработки. Все процедуры отделки и полировки выполнялись одним и тем же оператором, чтобы минимизировать изменчивость, связанную с оператором. Окончательная полировка проводилась с использованием алмазной полировки при тех же условиях (10 000 об/мин) по 20 секунд на шаг, следуя той же схеме движения. Все образцы затем хранили в DW при 23°C ± 1°C в течение дополнительных 24 часов перед окрашиванием, чтобы обеспечить стабилизацию после отверждения, включая диффузию нереагированных компонентов и уравновесение в стандартизированных условиях.
Размер выборки был определен с помощью анализа мощности, проведённого с помощью G*Power, с уровнем значимости (α) 0,05, степенью 95% и размером эффекта (f) 0,401, основываясь на ранее опубликованныхданных 21. Минимальный требуемый общий размер выборки составлял 160 образцов, что соответствует 8 на одну подгруппу. Для учёта использования надёжных статистических методов с обрезанными средними, которые уменьшают эффективный размер выборки за счет исключения доли экстремальных значений, а также для компенсации потенциальных потерь образца при подготовке и анализе, размер выборки на подгруппу был увеличен до 10, в результате чего получилось 200 образцов.
Процедура окрашивания кофе
Раствор для окрашивания кофе был приготовлен путём растворения 3 г растворимого кофейного порошка в 50 мл DW, нагретом до 100°C. Раствор перемешивали в течение 30 секунд, пока не было достигнуто полного растворения для обеспечения равномерности концентрации. Затем раствор перемещался в закрытый контейнер, помещался в контролируемую комнату (23°C ± 1°C) и охлаждался до нужной температуры перед использованием. Каждый образец индивидуально погружался в 5 мл кофейного раствора в закрытых цилиндрических стеклянных флаконах (внутренний диаметр: примерно 15 мм; высота: примерно 40 мм) для обеспечения стабильного соотношения образца к раствору и полного погружения. Объём 5 мл на образец был выбран для стандартизации условий воздействия и обеспечения полного покрытия всех образцов раствором для окрашивания без контакта со стенками контейнера. Все образцы хранились при 23°C ± 1°C в комнате с контролируемой температурой в течение 12-дневного периода погружения. Флаконы держались плотно закрытыми для предотвращения испарения и помещались в закрытый шкаф, чтобы минимизировать воздействие света и внешнее загрязнение. Этот протокол погружения широко используется, и, как сообщается, 12-дневный период погружения соответствует примерно одному году клинического окрашивания при условиях in vitro 3. Для поддержания постоянных условий окрашивания и минимизации роста микроорганизмов кофейный раствор обновлялся с фиксированным интервалом в 24 часа. В одно и то же время каждый день образцы извлекались из флаконов с помощью чистого пинцета, аккуратно промывались DW в течение 5 секунд и перемещались в свежеприготовленный кофейный раствор в новых чистых флаконах с 5 мл раствора. Контейнеры оставались закрытыми на протяжении всей процедуры, и все этапы выполнялись в единообразных лабораторных условиях для всех образцов.
Применение ополаскивания для рта
Все образцы были маркированы уникальными идентификационными номерами до окрашивания кофе для отслеживания измерений. После процедуры окрашивания образцы случайным образом распределялись между экспериментальными группами с использованием компьютерной последовательности рандомизации, созданной в Microsoft Excel, в которой образцы были случайно упорядочены, а затем равномерно распределены между группами. Каждый образец обрабатывался индивидуально во время процедур нанесения. В исследование были включены четыре коммерчески доступных раствора для полоскания рта: Colgate Plax Whitening + Charcoal (CP), Crest 3D White (CW), Listerine Fresh Burst (LF) и Sensodyne Pronamel (SP), а также DW в качестве контрольного раствора. Они сокращались как CP, CW, LF, SP и DW соответственно. Состав и активные составы растворов для полоскания рта приведены в таблице 2.
| Тип ополаскивания для рта | Сокращение | Производитель | Активные ингредиенты |
| Полоскание рта с содержанием спирта | LF | Johnson & Johnson, Великобритания | Алкоголь, ментол, эвкалиптол, тимол, метилсалицилат, бензойная кислота, полоксамер 407, бензоат натрия, раствор сорбитола, вода, ароматизатор |
| Ополаскиватель для рта с углём | CP | Колгейт-Палмолив, США | Вода, сорбитол, пропиленгликоль, гидрогенизированное касторовое масло PEG-40, ароматизатор, сахарин натрия, ментол, эвгенол, фтор натрия, порошок древесного угля |
| Ополаскиватель для рта на основе перекиси водорода | CW | Procter & Gamble, США | Вода, глицерин, перекись водорода, пропиленгликоль, гексаметафосфат натрия, полоксамер 407, цитрат натрия, ароматизатор, сахарин натрия, лимонная кислота |
| Ополаскиватель для рта с фтором | SP | GSK, Великобритания | Вода, сорбитол, пропиленгликоль, нитрат калия, гидрогенизированное касторовое масло PEG-60, полоксамер 407, ароматизатор, фтор натрия, лимонная кислота, сахарин натрия |
| Дистиллированная вода (контроль) | DW | Н/Д | Н/Д |
Таблица 2: Состав растворов для полоскания рта, используемых в исследовании. Типы ополаскивателей для рта, сокращения, производители и основные активные компоненты оцениваемых растворов. Дистиллированная вода служила условием контроля. Сокращения: LF = ополаскивающий рот с содержанием спирта; CP = ополаскивание для рта с углём; CW = ополаскивание на основе перекиси водорода; SP = ополаскивающий рот с фтором; DW = дистиллированная вода.
Экспериментальная конструкция включала три независимых переменных: тип композита (DO и VU), тип ополаскивания для рта (CP, CW, LF, SP и DW) и метод нанесения (прямое погружение и внесение с помощью орошения). Суффикс «-D» означает прямое погружение, тогда как «-I» — применение с помощью орошителя. Соответственно, каждая подгруппа определялась сочетанием типа решения и метода применения (например, CP-D и CP-I). Распределение экспериментальных групп изложено в таблице 3.
| Составный тип | Группа No | Группа ирригаторов | Группа прямого погружения |
| 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 |
Таблица 3: Группировка образцов по составному типу, полосканию рта и методу нанесения. Экспериментальные группы были определены на основе составного типа (DO и VU), типа ополаскивания для рта и метода применения (оральный орригатор или прямое погружение). Сокращения: DO = композитный материал DO; VU = композитный материал VU; CP = ополаскивание для рта с углём; CW = ополаскивание на основе перекиси водорода; SP = ополаскивающий рот с фтором; LF = ополаскивающий рот с содержанием спирта; DW = дистиллированная вода; I = применение орального оратора; D = прямое погружение.
Для метода статического погружения каждый образец индивидуально погружался в 5 мл назначенного раствора для полоскания рта в закрытых цилиндрических стеклянных флаконах одинакового размера для обеспечения стандартизированных условий воздействия. Выбранный объём обеспечивал полное погружение каждого образца без контакта со стенками контейнера. Все образцы хранились при 23°C ± 1°C в комнате с контролируемой температурой в общей продолжительности 12 часов. Эта длительность была выбрана для отражания накопленного эффекта от рутинного использования ополаскивания, соответствующего двукратному ежедневному воздействию ополаскивателя по 1 минуте за каждое применение, и сообщается, что клиническое применение составляет примерно один год при условиях in vitro 17. Поскольку этот метод предполагал пассивное погружение, скорость потока или настройка выхода, заданная устройством, не применялись; Стандартизация обеспечивалась за счёт одинакового объёма раствора (5 мл), размеров контейнера и условий экспозиции для всех образцов. Все образцы были обработаны в одинаковых лабораторных условиях и по графику, чтобы минимизировать межгрупповую вариабельность. Для орального орошения использовался оральный оратор, установленный в индивидуальной опорной установке, для стандартизации позиционирования образцов и параметров орошения. Оральное ирригаторное устройство было закреплено внутри установки для поддержания перпендикулярной ориентации относительно поверхности образца. Каждый экземпляр размещался и стабилизировался в держателе, предназначенном для предотвращения движения во время орошения. Эта система использовалась для поддержания фиксированной пространственной связи между кончиком орригатора и образцом на протяжении каждого применения. Наконечник орригатора сохранялся в фиксированном и неподвижном положении относительно поверхности образца на протяжении каждого применения, без боковых или поперечных движений. Держатель образца и кончик орригатора были выровнены по параллельным осям, а расстояние между кончиком ирригатора и поверхностью образца регулировалось до 2 мм с помощью цифрового суппорта. Такая конфигурация обеспечивала равномерное позиционирование, ориентацию и расстояние для всех образцов. Ирригатор работал на среднем давлении, соответствующем 3-му уровню устройства, что обеспечивает установленный производителем диапазон давления примерно 55–65 psi. Перед каждым использованием проверялась настройка устройства для обеспечения стабильной работы на этом уровне. Поскольку устройство не обеспечивает прямого количественного расхода, выход стандартизировался за счёт сохранения той же настройки, фиксированного расстояния до конца (2 мм), перпендикулярной ориентации и согласованных рабочих условий на протяжении всех процедур. Поток раствора поддерживался на постоянном уровне на протяжении всей процедуры, поддерживая резервуар заполненным тестовым раствором. Во время орошения резервуар регулярно осматривался и заполнялся по мере необходимости для поддержания непрерывного и непрерывного потока, обеспечивая стабильные условия воздействия для всех образцов.
Каждый экземпляр подвергался непрерывному воздействию ирригатора в течение 10 минут с фиксированным интервалом в 7 дней, раз в неделю в общей сложности 4 недели подряд. Все применения выполнялись в одно и то же время суток для обеспечения согласованности. Этот протокол экспозиции был разработан для отображения рутинного использования оральных ирригаторов, соответствующего двукратному применению в день примерно 3 с на одну поверхность, и, по сообщениям, длится примерно один год клинического применения при условиях in vitro 18. После каждого применения образцы промывались DW с помощью зубного спрея воздуха и воды в течение 10 секунд. Спрей наносили под перпендикулярным углом (90°) к поверхности образца с помощью опорной установки, при которой наконечник и образец распылялись по параллельным осям. Расстояние между наконечником распылителя и поверхностью образца было установлено на уровне 5 см и контролировалось с помощью измерительного инструмента. Между сеансами нанесения образцы хранили по отдельности в закрытых стеклянных контейнерах, наполненных DW при 23°C ± 1°C. Контейнеры оставались закрытыми, чтобы предотвратить испарение, и помещались в шкаф, чтобы минимизировать воздействие света. Решение для хранения обновлялось с фиксированными интервалами в 24 часа в одно и то же время каждый день.
Измерение цвета
Измерения проводились с помощью спектрофотометра, оснащённого контактным зондом диаметром 5 мм и внутренним светодиодным источником света. Устройство работало в восстановительном режиме согласно инструкциям производителя для обеспечения последовательных и воспроизводимых измерений. Перед каждой сессией измерения он калибровался с использованием стандартного белого калибровочного блока производителя. Процедура калибровки осуществлялась путём прямого контакта кончика зонда с калибровочным блоком и запуска режима калибровки через интерфейс устройства. Калибровка повторялась до получения действительного показания перед измерением образца.
Все измерения цвета проводились на стандартизированном нейтральном сером фоне (Munsell N5), состоящем из матовой, неотражающей калибровочной карты для минимизации помех фонового света. Фон соответствовал значениям CIE Lab* примерно L* = 50,0, a* = 0,0 и b* = 0,0, что представляет собой ахроматическую среднесерую отметку. Для обеспечения стандартизированного и воспроизводимого позиционирования зонда использовался индивидуальный позиционирующий джиг для стабилизации как образца, так и зонда спектрофотометра. Такая установка обеспечивала удержание кончика зонда в фиксированной перпендикулярной ориентации (90°) относительно поверхности образца, с постоянным контактным давлением на всех измерениях. Место измерения стандартизовалось путём маркировки точного центра каждого образца с помощью цифрового суппорта во время подготовки. Все измерения проводились из этой заранее определённой центральной точки отсчёта для устранения позиционной вариабельности. Для повторных измерений зонд полностью перемещался между каждым показанием. В частности, зонд полностью поднимался с поверхности и выравнивался с помощью позиционирующего джига перед каждым измерением с учётом потенциальной вариабельности расположения. Три последовательных измерения были получены из одной и той же заранее заданной центральной точки при одинаковых условиях и усреднены для анализа.
Средние значения L*, a* и b* использовались для расчёта изменения цвета с помощью формулы CIEDE2000 (ΔE00). Значения ΔE00 рассчитывались с использованием собственной реализации алгоритма CIEDE2000 в Microsoft Excel, основанной на координатах цветового пространства CIELAB (Уравнение 1):
(1)
Здесь ΔL′, ΔC′ и ΔH′ представляют соответственно различия в светкости, хроме и оттенках; SL,S C и SH — соответствующие функции взвешивания; kL,k C и kH — параметрические корректировочные коэффициенты (в данном исследовании поставлены на 1); а R T — это членвращения, объясняющий взаимодействие между различиями хромы и оттенков. Изменение цвета рассчитывалось с использованием формулы CIEDE2000 (ΔE00), основанной на координатах L*, a* и b*, полученных в каждой точке измерения. В частности,ΔE 1 рассчитывался с использованием цветовых координат, измеренных на исходном уровне (T 0) и после окрашивания кофе (T 1), ΔE₂ — с использованием координат, полученных вT 1 и после ополаскивания рта (T 2), а ΔE₃ — по координатам, измерённым вT 0 иT 2. Таким образом, каждое значение ΔE представляет собой парное сравнение значений L*, a* и b* между соответствующими точкамиизмерения 9.
Анализ морфологии поверхности
Репрезентативные образцы (n = 16) были отобраны для оценки морфологии поверхности с использованием заранее определённого, воспроизводимого протокола отбора с целью минимизации смещения отбора. Отбор образца проводился с использованием компьютерной процедуры рандомизации из доступного пула на каждом этапе эксперимента. Всего было проанализировано 16 образцов, распределённых следующим образом: T0 (n = 4),T 1 (n = 4) иT 2 (n = 8). ДляT 0 иT 1 образцы были отобраны случайным образом без дифференцировки подгрупп, так как до этапа применения ополаскивания для рта не было экспериментального группирования. ДляT 2 образцы выбирались случайным образом для отражения различных экспериментальных условий, обеспечивая включение образцов из каждого типа раствора и метода применения.
До проведения визуализации все образцы были покрыты слоем золото-палладия в контролируемых вакуумных условиях (~0,05 мбар) для обеспечения поверхностной проводимости. Толщина покрытия поддерживалась на уровне 10 нм для обеспечения достаточной проводимости при сохранении поверхностного рельефа. Поверхностные анализы проводились с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM) с помощью сканирующего электронного микроскопа окружающей среды, работавшего в режиме низкого вакуума при давлении камеры 110 Па и ускоряющем напряжении 10,0 кВ. Были выбраны условия низкого вакуума для минимизации эффектов зарядки и обеспечения стабильного изображения материалов на основе смолы без дополнительных проводящих артефактов. Образцы крепились на алюминиевых заголовках с помощью двусторонней проводящей углеродной ленты и располагались так, чтобы поверхность образца была ориентирована перпендикулярно электронному пучку. Все образцы монтировались по стандартизированному протоколу для обеспечения согласованной геометрии изображения. Условия визуализации определялись по ускоряющемуся напряжению (10,0 кВ) и рабочему расстоянию (сохранялось постоянным на всех измерениях), тогда как настройка размера пятна (3,0, для конкретных приборов) оставалась постоянной на протяжении всего исследования.
Микрофотографии были получены из стандартизированной центральной области каждого образца. Местоположение изображения определялось как геометрический центр поверхности образца, определяемый при подготовке образца с помощью цифрового суппорта и применявшийся последовательно для всех измерений. Пучок SEM был выровнен с этой заранее заданной точкой отсчёта для всех получений изображений. Изображения были получены с увеличениями ×2500, ×5000 и ×10000, при этом одно изображение было сделано на одно увеличение, чтобы оценить морфологические изменения поверхности, связанные с окрашиванием кофе и ополаскиванием рта.
Статистический анализ
Все статистические анализы проводились с помощью программного обеспечения R в пакете WRS2. Распределение данных оценивалось с помощью теста Шапиро–Уилка. Поскольку несколько переменных не соответствовали нормальному распределению, применялись надёжные статистические методы. В целом анализе шероховатость поверхности и значения цвета оценивались с помощью трёхнаправленного устойчивого ANOVA для оценки влияния типа состава, группы и периода. Для результатов изменения цвета значенияΔE 1,ΔE 2 иΔE 3 анализировались отдельно с использованием трёхступенчатого устойчивого ANOVA, при этом составный тип, полоскание рта и метод нанесения были независимыми факторами. При выявлении значимых эффектов проводились пост-хок множественные сравнения с использованием корректировки Бонферрони. Результаты выражаются в виде обрезанного среднего ± стандартной ошибки, при этом стандартные ошибки оцениваются в рамках надёжной структуры обрезанного среднего, реализованной в пакете WRS2. Уровень значимости был установлен на уровне p < 0,05.