DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-025-06343-1
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40596984
تاريخ النشر: 2025-07-01
المؤلف: Chanakarn Kobkiatkawin وآخرون
الموضوع الرئيسي: تقويم الأسنان وطب الأسنان الوجهية
نظرة عامة
تدرس الدراسة استقرار لون الأقواس الشفافة من أربع علامات تجارية (Beforedent®، Käse Aligner®، Invisalign®، وClearCorrect®) عند تعرضها لمشروبات متنوعة (الشاي، القهوة، والكوكاكولا) وحل تحكم (لعاب صناعي). تم غمر ما مجموعه 704 عينة في هذه السوائل لمدة 6 و12 ساعة، مع أخذ قياسات اللون قبل وبعد الغمر باستخدام نظام CIE L*-a-b. شملت التحليل حساب اختلافات اللون (ΔE*) واستخدام مطيافية الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه (FTIR) وميكروسكوب المسح بالليزر ثلاثي الأبعاد لتقييم تركيب البوليمر وخصائص السطح. تم تحديد الأهمية الإحصائية باستخدام تحليل التباين ثنائي الاتجاه مع تصحيحات بونفيروني.
أشارت النتائج إلى أن Invisalign® أظهرت أكبر تغييرات في اللون، خاصة عند غمرها في القهوة والشاي، مقارنةً بالعلامات التجارية الأخرى. لم تُلاحظ تغييرات ملحوظة في اللون في الكوكاكولا أو اللعاب الصناعي لأي من الأقواس. كشفت تحليل FTIR أن Invisalign® تتكون من البولي يوريثين، بينما ClearCorrect® مصنوعة من البوليستر، وكلا من Beforedent® وKäse Aligner® مصنوعة من البولي إيثيلين تيريفثاليت. خلصت الدراسة إلى أن القهوة هي الأكثر ضرراً لاستقرار اللون، تليها الشاي، مع إظهار جميع العلامات التجارية استقراراً جيداً في اللون باستثناء Invisalign® وClearCorrect® بعد التعرض المطول للقهوة. يوصي المؤلفون بإزالة الأقواس الشفافة قبل تناول المشروبات الملونة للحفاظ على مظهرها الجمالي.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على الأهمية المتزايدة للجمال والعناية الشخصية في تعزيز الرفاهية والثقة بالنفس، حيث تبرز الأقواس الشفافة كعلاج تقويم أسنان شائع بسبب جاذبيتها الجمالية وشفافيتها. تتطلب هذه الأقواس، التي يمكن إزالتها أثناء الوجبات والعناية الفموية، من المرضى ارتداءها لمدة 20-22 ساعة يومياً لتحقيق نتائج علاجية فعالة. ومع ذلك، تم ملاحظة مشاكل في الالتزام، خاصة فيما يتعلق بمدة الارتداء والامتثال للتعليمات السنية، مما يؤدي إلى مخاوف جمالية مثل تغير اللون نتيجة التعرض للمشروبات.
تناقش الورقة أنواع البوليمرات الحرارية المستخدمة في إنتاج الأقواس الشفافة، بما في ذلك البولي يوريثين (PU)، البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET)، البولي إيثيلين تيريفثاليت جلايكول (PETG)، والبولي كربونات (PC)، كل منها له خصائص فريدة تؤثر على أدائها. من الجدير بالذكر أنه بينما يوفر PU المرونة وتطبيق القوة بشكل متسق، فإنه عرضة للتلطيخ وعدم استقرار اللون. في المقابل، يظهر PETG مقاومة فائقة للبقع. على الرغم من وجود دراسات قائمة حول الخصائص الفيزيائية والكيميائية للأقواس الشفافة، إلا أن هناك نقصاً في الأبحاث التي تركز على استقرار اللون عبر علامات تجارية مختلفة في تايلاند، خاصة فيما يتعلق بتأثيرات التعرض للمشروبات المحاكية. تهدف هذه الدراسة إلى سد هذه الفجوة من خلال التحقيق في استقرار لون الأقواس الشفافة المعرضة لمشروبات متنوعة، مما يساهم في فهم أدائها في البيئات السريرية.
الطرق
في هذه الدراسة، تم إعداد ما مجموعه 704 عينة من السطح الشفهي المسطح للأقواس الشفافة، تحديداً من القواطع المركزية (السن 11 أو 21)، بسمك يتراوح بين 0.5-0.55 مم. تم تشكيل العينات إلى أقراص دائرية باستخدام مثقاب بقطر يتجاوز 7 مم، مع كل مجموعة تتكون من 22 عينة، كما حددت منهجية برنارد وآخرون (2020). تم الحصول على العينات من أربع علامات تجارية مختلفة: Invisalign® (Align Technology، الولايات المتحدة الأمريكية)، Käse Aligner® (Käse Aligner Co.، Ltd، تايلاند)، Beforedent® (Befordent Co.، Ltd، كوريا الجنوبية)، وClearCorrect® (Straumann Group Co.، Ltd، سويسرا)، مع تخصيص 176 عينة لكل علامة تجارية.
قبل الغمر في المشروبات، خضعت جميع العينات للتنظيف في جهاز تنظيف بالموجات فوق الصوتية لمدة 5 دقائق ثم تم تجفيفها باستخدام ورق المناديل. تم تصنيف العينات إلى 32 مجموعة بناءً على العلامات التجارية الأربعة وأربعة أنواع من المشروبات، مع فترتين زمنيتين للغمر. تشمل المشروبات المختارة للدراسة خيارات مستهلكة بشكل شائع: القهوة (المعدة باستخدام 3 جرام من مسحوق قهوة Nescafe Red Cup الفوري لكل 180 مل من الماء المغلي المقطر)، الكوكاكولا (طعم أصلي Coca-Cola)، والشاي التايلاندي (منقوع من كيس شاي وزنه 4 جرام في 300 مل من الماء المغلي المقطر لمدة 5 دقائق). بالإضافة إلى ذلك، تم استخدام اللعاب الصناعي (pH 7.36)، الذي تم إنشاؤه عن طريق تخفيف جل Biotène Oral Balance Moisturizing بنسبة 125 مل لكل 500 مل من الماء المقطر، كتحكم. تم إعداد جميع المشروبات حديثاً وتركها لتبرد إلى درجة حرارة الغرفة قبل عملية الغمر.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” في ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب أو التحليلات التي تم إجراؤها. عادةً ما يتضمن بيانات كمية، وتحليلات إحصائية، وتمثيلات بصرية مثل الرسوم البيانية أو الجداول التي توضح النتائج. غالباً ما تتم مقارنة النتائج مع الفرضيات أو الدراسات السابقة لتسليط الضوء على الفروق المهمة أو التأكيدات.
في هذا القسم، قد يبلغ المؤلفون عن مقاييس محددة، مثل المتوسطات، والانحرافات المعيارية، أو قيم p، لدعم استنتاجاتهم. بالإضافة إلى ذلك، يتم مناقشة أي اتجاهات أو أنماط ملحوظة في البيانات، مما يوفر رؤى حول تداعيات النتائج. بشكل عام، يخدم هذا القسم لتأكيد أهداف البحث ويساهم في الفهم الأوسع للموضوع قيد التحقيق.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم تقييم استقرار لون مختلف علامات الأقواس الشفافة بعد الغمر في المشروبات المستهلكة بشكل شائع، تحديداً القهوة، الشاي، الكوكاكولا، واللعاب الصناعي، على مدى فترات تحاكي أسبوعاً وأسبوعين من الارتداء. أشارت النتائج إلى أن Invisalign®، المصنوعة من البولي يوريثين، أظهرت أكبر تغييرات في اللون، خاصة بعد الغمر في القهوة، مع قيم ΔE* التي تجاوزت العتبة غير المقبولة سريرياً البالغة 3.3 بعد كل من 6 و12 ساعة. كما أظهرت ClearCorrect® تغيرات ملحوظة في اللون، بينما أظهرت Beforedent® وKäse Aligner® تغييرات طفيفة في اللون، مما يبقيها ضمن الحدود المقبولة لمعظم تعرضات المشروبات. أكدت التحليلات الإحصائية وجود فروق كبيرة في تغير اللون بين العلامات التجارية، خاصة استجابةً للقهوة والشاي.
كشفت تحليل FTIR أن التركيب الكيميائي للأقواس أثر على حساسيتها للتغير اللوني، حيث كانت Invisalign® أكثر عرضة للتلطيخ بسبب هيكلها الهيدروفيل من البولي يوريثين. وُجد أن الخصائص السطحية، بما في ذلك الخشونة والتمعدن، تتوافق مع تراكم الصبغات، حيث أظهرت Invisalign® أعلى خشونة وسطحية، مما أدى إلى زيادة التلطيخ. تؤكد الدراسة على أهمية تجنب المشروبات الملونة أثناء ارتداء الأقواس الشفافة للحفاظ على جودتها الجمالية وتقترح أن الأقواس المصنوعة من البوليستر أو البولي إيثيلين تيريفثاليت قد تكون مفضلة للمرضى القلقين بشأن تغير اللون. يُوصى بطرق تنظيف منتظمة للتخفيف من آثار التلطيخ.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-025-06343-1
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40596984
Publication Date: 2025-07-01
Author(s): Chanakarn Kobkiatkawin et al.
Primary Topic: Orthodontics and Dentofacial Orthopedics
Overview
The study investigates the color stability of clear aligners from four brands (Beforedent®, Käse Aligner®, Invisalign®, and ClearCorrect®) when exposed to various beverages (tea, coffee, and cola) and a control solution (artificial saliva). A total of 704 samples were immersed in these liquids for 6 and 12 hours, with color measurements taken before and after immersion using the CIE L*-a-b system. The analysis included calculating color differences (ΔE*) and employing Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and 3D laser scanning microscopy to assess polymer composition and surface properties. Statistical significance was determined using two-way ANOVA with Bonferroni corrections.
Results indicated that Invisalign® exhibited the most significant color changes, particularly when immersed in coffee and tea, compared to the other brands. No notable color changes were observed in cola or artificial saliva for any aligners. FTIR analysis revealed that Invisalign® is composed of polyurethane, while ClearCorrect® is made from polyester, and both Beforedent® and Käse Aligner® are made from polyethylene terephthalate. The study concluded that coffee is the most detrimental to color stability, followed by tea, with all brands showing good color stability except for Invisalign® and ClearCorrect® after prolonged exposure to coffee. The authors recommend removing clear aligners before consuming colored beverages to maintain their aesthetic appearance.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the growing importance of beauty and personal care in enhancing well-being and self-confidence, with clear aligners emerging as a popular orthodontic treatment due to their aesthetic appeal and transparency. These aligners, which can be removed for meals and oral hygiene, require patients to wear them for 20-22 hours daily to achieve effective treatment outcomes. However, compliance issues have been noted, particularly concerning the duration of wear and adherence to dental instructions, leading to aesthetic concerns such as discoloration from beverage exposure.
The paper discusses various thermoplastic polymers used in clear aligner production, including polyurethane (PU), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene terephthalate glycol (PETG), and polycarbonate (PC), each with unique properties affecting their performance. Notably, while PU offers flexibility and consistent force application, it is prone to staining and color instability. In contrast, PETG demonstrates superior stain resistance. Despite existing studies on the physical and chemical properties of clear aligners, there is a lack of research focusing on color stability across different brands in Thailand, particularly regarding the effects of simulated beverage exposure. This study aims to fill this gap by investigating the color stability of clear aligners subjected to various beverages, thereby contributing to the understanding of their performance in clinical settings.
Methods
In this study, a total of 704 samples were prepared from the flat labial surface of clear aligners, specifically from the central incisors (tooth 11 or 21), with a thickness of 0.5-0.55 mm. The samples were shaped into round discs using a punching bear with a diameter exceeding 7 mm, with each group consisting of 22 samples, as determined by the methodology of Bernard et al. (2020). The samples were sourced from four different brands: Invisalign® (Align Technology, USA), Käse Aligner® (Käse Aligner Co., Ltd, Thailand), Beforedent® (Befordent Co., Ltd, South Korea), and ClearCorrect® (Straumann Group Co., Ltd, Switzerland), with 176 samples allocated to each brand.
Prior to immersion in beverages, all samples underwent cleaning in an ultrasonic cleaner for 5 minutes and were then dried with tissue paper. The samples were categorized into 32 groups based on the four brands and four types of beverages, with two immersion time periods. The beverages selected for the study included commonly consumed options: coffee (prepared with 3 g of Nescafe Red Cup instant coffee powder per 180 ml of distilled boiled water), cola (original taste Coca-Cola), and Thai tea (steeped from a 4 g tea bag in 300 ml of distilled boiled water for 5 minutes). Additionally, artificial saliva (pH 7.36), created by diluting Biotène Oral Balance Moisturizing Gel at a ratio of 125 ml per 500 ml of distilled water, served as a control. All beverages were freshly prepared and allowed to cool to room temperature before the immersion process.
Results
The “Results” section of the research paper presents key findings derived from the conducted experiments or analyses. It typically includes quantitative data, statistical analyses, and visual representations such as graphs or tables that illustrate the outcomes. The results are often compared against hypotheses or previous studies to highlight significant differences or confirmations.
In this section, the authors may report specific metrics, such as means, standard deviations, or p-values, to support their conclusions. Additionally, any observed trends or patterns in the data are discussed, providing insights into the implications of the findings. Overall, this section serves to substantiate the research objectives and contributes to the broader understanding of the topic under investigation.
Discussion
In this study, the color stability of various clear aligner brands was evaluated after immersion in commonly consumed beverages, specifically coffee, tea, cola, and artificial saliva, over periods simulating one and two weeks of wear. The findings indicated that Invisalign®, made from polyurethane, exhibited the most significant color changes, particularly after immersion in coffee, with ΔE* values exceeding the clinically unacceptable threshold of 3.3 after both 6 and 12 hours. ClearCorrect® also showed considerable discoloration, while Beforedent® and Käse Aligner® demonstrated minimal color changes, remaining within acceptable limits for most beverage exposures. Statistical analyses confirmed significant differences in color change among the brands, particularly in response to coffee and tea.
Fourier transform infrared (FTIR) analysis revealed that the chemical composition of the aligners influenced their susceptibility to discoloration, with Invisalign® being more prone to staining due to its hydrophilic polyurethane structure. Surface characteristics, including roughness and porosity, were found to correlate with pigment accumulation, with Invisalign® displaying the highest surface roughness and porosity, leading to greater staining. The study emphasizes the importance of avoiding colored beverages while wearing clear aligners to maintain their aesthetic quality and suggests that polyester or polyethylene terephthalate aligners may be preferable for patients concerned about discoloration. Regular cleaning methods are recommended to mitigate staining effects.