DOI: https://doi.org/10.4317/jced.63434
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41567312
تاريخ النشر: 2025-01-01
المؤلف: Murilo Souza وآخرون
الموضوع الرئيسي: المواد السنية والترميمات
نظرة عامة
تقيم الدراسة الخصائص الفيزيائية والكيميائية والميكانيكية لمركب الراتنج Stela Automix Bulk-fill (SBF) مقارنةً بمركبين من الراتنجات المعالجة بالضوء: Filtek Bulk Fill Flow (FBF) و Opus Bulk Fill Flow (OBF). تشمل الخصائص الرئيسية التي تم تقييمها الصلابة الدقيقة، والامتصاص، والذوبان، وثبات اللون، ودرجة التحويل، مع إعداد العينات وفقًا لمعايير ISO 4049:2019. أظهرت النتائج أن SBF ذاتية المعالجة أظهرت صلابة دقيقة أعلى بكثير ($p < 0.001$) ودرجة تحويل ($p = 0.009$)، مع الحفاظ على قيم الامتصاص والذوبان ضمن الحدود المقبولة. ومع ذلك، أظهرت زيادة في التلوين عند التعرض للقهوة، مما يشكل تحديًا للتطبيقات الجمالية. في الختام، يظهر مركب الراتنج Stela Automix Bulk Fill Flow أداءً يعادل أو يتفوق على مركبات الراتنج التقليدية من حيث الصلابة الدقيقة، والامتصاص، والذوبان، ودرجة التحويل. على الرغم من خصائصه الميكانيكية الواعدة، فإن قابلية المادة للتلوين تحد من جاذبيتها الجمالية. للتخفيف من هذه المشكلة، يُنصح باستخدام SBF كمادة أساسية، مغطاة بمركب راتنج معالج بالضوء يوفر ثباتًا أفضل في اللون، مما يعزز أدائها الجمالي على المدى الطويل في التطبيقات السريرية.
مقدمة
تناقش مقدمة هذه الورقة البحثية تطور مركبات الراتنج لترميم الأسنان الخلفية، مع تسليط الضوء على التحول من تقنيات التطبيق التدريجي التقليدية إلى مركبات الراتنج المعبأة. بينما تعتبر التقنية التدريجية، التي تحد من تطبيق المادة إلى زيادات لا تزيد عن 2 مم، مستهلكة للوقت وعرضة للتلوث وتكوين الفراغات، فإن المركبات المعبأة تسمح بزيادات فردية تصل إلى 5 مم. توفر هذه المواد الجديدة مزايا مثل تقليل انكماش البوليمر وتحسين عمق المعالجة بسبب المحفزات الضوئية المعززة والشفافية، على الرغم من أنها لا تزال تواجه تحديات تتعلق بالانكماش الناتج عن الضوء والعيوب المحتملة في الطبقات الأعمق.
لمعالجة هذه القيود، تم تقديم مركب جديد ذاتي المعالجة، والذي يعد بتقليل إجهاد الانكماش وتحسين عمق المعالجة، حتى في التجاويف الأعمق التي تتجاوز 5 مم. تتميز هذه المادة بتفاعل بوليمرية أبطأ ومادة تمهيدية تبدأ المعالجة عند الخلط، مما يعزز القوة الميكانيكية وقد يقدم خصائص حيوية لإعادة تمعدن الأسنان. على الرغم من هذه التقدمات، يشير المؤلفون إلى نقص الدراسات الشاملة التي تقارن الخصائص الفيزيائية والكيميائية والميكانيكية لهذه المادة الجديدة مع الخيارات الحالية. تهدف الدراسة إلى تقييم الصلابة الدقيقة، والامتصاص، والذوبان، وثبات اللون، ودرجة التحويل لمركب Stela Bulk Fill مقارنةً بـ Filtek Bulk Fill Flow و Opus Bulk Fill Flow، واختبار عدة فرضيات صفرية بشأن تكافؤ هذه الخصائص بين المواد.
طرق البحث
في هذه الدراسة، قام المؤلفون بتقييم خصائص المركبات السائلة ذاتية المعالجة والمعالجة بالضوء، كما هو موضح في الجدول 1. شمل إعداد العينات إنشاء عشرة عينات (n = 10) من كل مادة باستخدام قالب معدني مقسم (قطر 15 مم × سمك 1 مم)، مع الالتزام بمعايير ISO 4049:2019. تم إجراء البلمرة الضوئية باستخدام مصدر ثنائي الباعث للضوء (LED) لمدة 40 ثانية على كل جانب عند شدة إشعاع تبلغ 1200 مW/cm². بعد المعالجة، تم تلميع العينات باستخدام أوراق صنفرة من كربيد السيليكون بأحجام حبيبات مختلفة، وتم التحقق من أبعادها باستخدام مقياس رقمي. ثم تم تنظيف العينات في حمام بالموجات فوق الصوتية وتجفيفها.
لتحليل الصلابة الدقيقة باستخدام مقياس فيكرز، تم استخدام جهاز قياس صلابة رقمي، حيث تم تطبيق حمل قدره 300 gf لمدة 15 ثانية على انطباعات موضوعة في المنتصف. تم عمل ثلاث انطباعات لكل عينة، متباعدة بمقدار 5 مم، وقدم متوسط هذه القياسات قيمة الصلابة الدقيقة لكل عينة. يضمن هذا النهج المنهجي تقييمًا موثوقًا للخصائص الميكانيكية للمركبات التي تم تقييمها.
النتائج
في تحليل الصلابة الدقيقة، أظهر راتنج SBF أعلى قيمة متوسطة للصلابة الدقيقة تبلغ 36.40، متجاوزًا بشكل كبير OBF (متوسط 32.88) و FBF (متوسط 32.00) بقيمة p أقل من 0.001. أظهر تحليل الامتصاص أن SBF كان لديه أيضًا أعلى قيمة امتصاص (متوسط 24.23 µg/mm³)، تلاه OBF (متوسط 18.68 µg/mm³) و FBF (متوسط 15.29 µg/mm³)، مع اختلافات كبيرة بين المجموعات (p < 0.05). من حيث الذوبان، كان لدى OBF أعلى قيمة متوسطة (1.92 µg/mm³)، بينما أظهرت SBF و FBF قيمًا أقل (1.36 µg/mm³ و 1.02 µg/mm³، على التوالي)، ولكن لم يتم العثور على اختلافات كبيرة. أشارت تقييمات ثبات اللون إلى أن جميع المواد تعرضت لتلوين أكبر في محاليل القهوة مقارنةً بالماء المقطر. بعد يوم واحد، كان لدى SBF أعلى تغيير متوسط في اللون (ΔE1) في القهوة (16.24)، بينما أظهرت FBF أفضل ثبات للون (أدنى ΔE1) في القهوة (7.13). بعد سبعة أيام، استمرت SBF في إظهار أكبر تلوين في القهوة (20.09)، مع وجود OBF و FBF في المرتبة التالية. في الماء المقطر، حافظت SBF على أفضل حفظ للون (0.49)، تلتها FBF (1.06) و OBF (1.40). تم أيضًا تحليل درجة التحويل، مع تقديم النتائج في الجداول التالية.
المناقشة
في قسم المناقشة من الورقة البحثية، قام المؤلفون بتقييم أداء مختلف مركبات الراتنج، مع التركيز بشكل خاص على الصلابة الدقيقة، والامتصاص، والذوبان، وثبات اللون، ودرجة التحويل. تم رفض الفرضية الصفرية الأولى المتعلقة بالصلابة الدقيقة، حيث أظهر راتنج Bulk Fill Flow (SBF) ذاتي المعالجة صلابة دقيقة متفوقة مقارنةً بالمواد الأخرى، وهو ما يُعزى إلى درجة التحويل الأعلى. تؤكد هذه النتيجة على أهمية معدلات بلمرة المونومر في تحديد الخصائص الميكانيكية للمواد الترميمية. كما دعمت الدراسة جزئيًا الفرضية الصفرية الثانية المتعلقة بالامتصاص والذوبان؛ بينما لوحظت اختلافات كبيرة في الامتصاص – حيث أظهرت SBF أعلى القيم – امتثلت جميع المواد لمعيار ISO 4049:2019 للذوبان، مما يشير إلى استقرارها في التطبيقات السريرية.
رفض المؤلفون أيضًا الفرضية الصفرية الثالثة المتعلقة بثبات اللون، كاشفين أن SBF كانت أكثر عرضة للتلوين من القهوة مقارنةً بالراتنجات الأخرى. يبرز هذا تأثير العوامل الخارجية على طول عمر المواد التجميلية. أخيرًا، تم أيضًا رفض الفرضية الصفرية الرابعة المتعلقة بدرجة التحويل، حيث أظهرت SBF أعلى معدلات تحويل في كل من ساعتين وأسبوع واحد بعد البلمرة. أشار المؤلفون إلى أنه على الرغم من أن SBF أدت بشكل جيد في الخصائص الميكانيكية، إلا أن ثبات لونها لا يزال مصدر قلق، مما يشير إلى أن تغطيتها براتنج تقليدي معالج بالضوء قد يعزز من متانتها الجمالية. بشكل عام، تدعو النتائج إلى مزيد من البحث لاستكشاف الأداء طويل الأمد لهذه المواد تحت ظروف سريرية أكثر ملاءمة.
DOI: https://doi.org/10.4317/jced.63434
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41567312
Publication Date: 2025-01-01
Author(s): Murilo Souza et al.
Primary Topic: Dental materials and restorations
Overview
The study evaluates the physical, chemical, and mechanical properties of the Stela Automix Bulk-fill resin composite (SBF) in comparison to two light-cured resin composites: Filtek Bulk Fill Flow (FBF) and Opus Bulk Fill Flow (OBF). Key properties assessed included microhardness, sorption, solubility, color stability, and degree of conversion, with samples prepared according to ISO 4049:2019 standards. The findings revealed that the self-curing SBF exhibited significantly higher microhardness ($p < 0.001$) and degree of conversion ($p = 0.009$), while maintaining sorption and solubility values within acceptable limits. However, it demonstrated increased staining when exposed to coffee, which poses a challenge for aesthetic applications. In conclusion, the Stela Automix Bulk Fill Flow resin composite shows performance that is equal to or superior to conventional resin composites regarding microhardness, sorption, solubility, and degree of conversion. Despite its promising mechanical properties, the material's susceptibility to staining limits its aesthetic appeal. To mitigate this issue, it is advisable to use the SBF as a base material, covered with a light-cured resin composite that offers better color stability, thereby enhancing its long-term aesthetic performance in clinical applications.
Introduction
The introduction of this research paper discusses the evolution of resin composites for posterior tooth restorations, highlighting the shift from conventional incremental placement techniques to bulk-fill resin composites. While the incremental technique, which limits material application to increments no thicker than 2 mm, is time-consuming and prone to contamination and void formation, bulk-fill composites allow for single increments of up to 5 mm. These newer materials offer advantages such as reduced polymerization shrinkage and improved depth of cure due to enhanced photoinitiators and translucency, although they still face challenges related to light-induced shrinkage and potential deficiencies in deeper layers.
To address these limitations, a new self-curing bulk-fill composite has been introduced, which promises to reduce shrinkage stress and improve the depth of cure, even in deeper cavities exceeding 5 mm. This material features a slower polymerization reaction and a primer that initiates curing upon mixing, enhancing mechanical strength and potentially offering bioactive properties for tooth remineralization. Despite these advancements, the authors note a lack of comprehensive studies comparing the physical, chemical, and mechanical properties of this new material with existing options. The study aims to evaluate the microhardness, sorption, solubility, color stability, and degree of conversion of the Stela Bulk Fill resin in comparison to Filtek Bulk Fill Flow and Opus Bulk Fill Flow, testing several null hypotheses regarding the equivalence of these properties among the materials.
Methods
In this study, the authors evaluated the properties of self-curing and light-curing bulk-fill flowable composites, as detailed in Table 1. Sample preparation involved creating ten specimens (n = 10) of each material using a split metallic mold (15 mm diameter x 1 mm thickness), adhering to ISO 4049:2019 standards. Photopolymerization was conducted with a light-emitting diode (LED) source for 40 seconds on each side at an irradiance of 1200 mW/cm². Post-curing, samples were polished using silicon carbide abrasive papers of varying grit sizes, and their dimensions were verified with a digital caliper. The specimens were then cleaned in an ultrasonic bath and dried.
For Vickers microhardness analysis, a digital microhardness tester was employed, applying a load of 300 gf for 15 seconds on centrally positioned indentations. Three indentations were made per specimen, spaced 5 mm apart, and the average of these measurements provided the microhardness value for each sample. This methodical approach ensures reliable assessment of the mechanical properties of the evaluated composites.
Results
In the microhardness analysis, the SBF resin exhibited the highest mean microhardness value of 36.40, significantly surpassing OBF (mean 32.88) and FBF (mean 32.00) with a p-value of less than 0.001. Sorption analysis revealed that SBF also had the highest sorption value (mean 24.23 µg/mm³), followed by OBF (mean 18.68 µg/mm³) and FBF (mean 15.29 µg/mm³), with significant differences among the groups (p < 0.05). In terms of solubility, OBF had the highest mean value (1.92 µg/mm³), while SBF and FBF showed lower values (1.36 µg/mm³ and 1.02 µg/mm³, respectively), but no significant differences were found. Color stability assessments indicated that all materials experienced greater staining in coffee solutions compared to distilled water. After one day, SBF had the highest mean color change (ΔE1) in coffee (16.24), while FBF demonstrated the best color stability (lowest ΔE1) in coffee (7.13). At seven days, SBF continued to show the most staining in coffee (20.09), with OBF and FBF following. In distilled water, SBF maintained the best color preservation (0.49), followed by FBF (1.06) and OBF (1.40). The degree of conversion was also analyzed, with results presented in the subsequent tables.
Discussion
In the discussion section of the research paper, the authors evaluated the performance of different resin composites, specifically focusing on microhardness, sorption, solubility, color stability, and degree of conversion. The first null hypothesis regarding microhardness was rejected, as the self-curing Bulk Fill Flow (SBF) resin demonstrated superior microhardness compared to the other materials, attributed to its higher degree of conversion. This finding underscores the importance of monomer polymerization rates in determining the mechanical properties of restorative materials. The study also partially supported the second null hypothesis concerning sorption and solubility; while significant differences in sorption were observed—with SBF exhibiting the highest values—all materials complied with the ISO 4049:2019 standard for solubility, indicating their stability in clinical applications.
The authors further rejected the third null hypothesis related to color stability, revealing that SBF was more susceptible to staining from coffee compared to other resins. This highlights the impact of extrinsic factors on the aesthetic longevity of dental materials. Finally, the fourth null hypothesis regarding the degree of conversion was also rejected, with SBF showing the highest conversion rates at both two hours and one week post-polymerization. The authors noted that while SBF performed well in mechanical properties, its color stability remains a concern, suggesting that overlaying it with a conventional light-cured resin could enhance its aesthetic durability. Overall, the findings advocate for further research to explore the long-term performance of these materials under more clinically relevant conditions.