DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-025-06335-1
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40598133
تاريخ النشر: 2025-07-01
المؤلف: Tuba Sarıcı وآخرون
الموضوع الرئيسي: المواد السنية والترميمات
نظرة عامة
هذه الدراسة المختبرية بحثت في تأثير أنظمة التلميع المختلفة على خشونة السطح وتغير اللون لأربعة أنواع من الراتنجات المركبة: الجيومر، النانوهايبرد، النانو سيراميك، والميكروهايبرد. استخدم الباحثون قياس البروفيل الميكانيكي، المجهر الذري (AFM)، والمجهر الإلكتروني الماسح (SEM) لتقييم خشونة السطح والشكل. بعد الغمر في محلول القهوة للتصبغ، خضعت العينات لإعادة التلميع، وتم تسجيل قيم تغير اللون (ΔE). أظهرت النتائج أن الراتنج المركب النانوهايبرد الذي تم تلميعه باستخدام نظام OptiDisc حقق أنعم سطح (Ra: 0.59)، بينما الراتنج المركب النانو سيراميك الذي تم تلميعه باستخدام Lucida أظهر خشونة أكبر (Ra: 1.70). ومن الجدير بالذكر أن الجيومر الذي تم تلميعه باستخدام Enhance PoGo أظهر أعلى تغير في اللون، بينما Twist Dia أنتجت أسطحًا مقاومة للبقع بشكل أكبر (p = 0.008). أدى إعادة التلميع باستخدام OptiDisc إلى تقليل تغير اللون بشكل كبير، مع بقاء قيم ΔE ضمن الحدود المقبولة سريريًا (p = 0.00671).
خلصت الدراسة إلى أن أنظمة التلميع متعددة الخطوات، وخاصة تلك التي تحتوي على أكسيد الألمنيوم، كانت أكثر فعالية في تحقيق أسطح أنعم وزيادة استقرار اللون. أشارت النتائج إلى وجود تباين بناءً على نوع المادة المركبة ونظام التلميع المستخدم. سريريًا، تؤكد النتائج على أهمية اختيار أنظمة التلميع المناسبة لتحسين طول عمر الجمالية وأداء الراتنجات المركبة، حيث لم يتم إثبات أي ارتباط مباشر بين خشونة السطح وتغير اللون.
مقدمة
في السنوات الأخيرة، أدى تطور المواد الترميمية الجمالية إلى زيادة تفضيل ترميمات الراتنج المركب بين أطباء الأسنان، ويرجع ذلك أساسًا إلى قدرتها على تقليد مظهر الأسنان الطبيعية بشكل وثيق. هذه المواد لا تعزز فقط رضا المرضى من خلال متانتها ونتائجها الجمالية، ولكنها تعالج أيضًا المخاوف الجمالية بشكل فعال. ومع ذلك، يمكن أن تؤثر خشونة السطح سلبًا على طول عمر هذه الترميمات، مما قد يؤدي إلى تسوس ثانوي وانخفاض الخصائص الجمالية. جودة السطح أمر حاسم، حيث تؤثر على كل من الجمالية والمتانة للمواد الترميمية الملونة بالأسنان.
تتأثر الخصائص البصرية للراتنجات المركبة السنية بشكل كبير بالتغيرات السطحية أثناء التشطيب والتلميع. يعد تغير اللون (ΔE)، الذي يقيس الفرق في إحداثيات اللون، أمرًا حيويًا لتقييم النتائج الجمالية، مع الإبلاغ عن عتبات الإدراك والقبول عند قيم ΔE تبلغ 1.2 و2.7، على التوالي. يتم استخدام طرق مختلفة، بما في ذلك قياس البروفيل، لتقييم خشونة السطح، مع الإشارة إلى أن معلمة Ra تشير إلى الخشونة العامة. تعتبر عتبة 0.2 ميكرومتر حاسمة، حيث إن تجاوزها يمكن أن يسهل احتباس البكتيريا. تفترض الدراسة فرضية صفرية مفادها أن أنظمة التلميع المختلفة لن تؤثر بشكل كبير على خشونة السطح أو تغير اللون للراتنجات المركبة، ولن يكون لإعادة التلميع تأثير فعال في تقليل تغير اللون.
طرق البحث
في هذه الدراسة، تم الحصول على الموافقة الأخلاقية من لجنة الأخلاقيات للبحوث السريرية غير التدخلية في جامعة إينونو (رقم القرار 2024/5425، بتاريخ 06-02-2024). تضمنت البحث استخدام أربعة مواد راتنج مركب متميزة، والتي تم تفصيل خصائصها في الجدول 1. بالإضافة إلى ذلك، تم توضيح أنظمة التلميع المستخدمة في الدراسة في الجدول 2، مما يوفر نظرة شاملة على المواد والأساليب المستخدمة في البحث.
النتائج
كشفت نتائج تحليل خشونة السطح عن اختلافات ذات دلالة إحصائية في قياسات الخشونة لمجموعات الراتنج المركب المختلفة بعد التلميع، مع قيم p تشير إلى تغييرات كبيرة لمجموعات ZE (p = 0.001)، HC (p = 0.046)، وPN (p < 0.001). ومع ذلك، لم تظهر مجموعة الراتنج BF اختلافًا كبيرًا (p = 0.056). اختلفت تصنيفات الخشونة بناءً على متوسط الخشونة الحسابي (Ra) بين القياسات المأخوذة باستخدام مجهر القوة الذرية (AFM) وقياس البروفيل الميكانيكي، حيث كانت قيم Ra أقل باستمرار باستخدام AFM. ومن الجدير بالذكر أن مجموعة الراتنج PN أظهرت أعلى خشونة أولية في كلا طريقتي القياس. أشار تحليل SEM إلى أن جميع أنظمة التلميع أدت إلى عيوب سطحية، حيث أنتج نظام TD أسطحًا أكثر تجانسًا، بينما تسببت أنظمة PG وLS في خدوش أعمق وانفصال الجزيئات غير العضوية. فيما يتعلق بتلوين السطح، لوحظت اختلافات كبيرة بين مجموعات الراتنج المركب بناءً على قيم ΔE المحسوبة باستخدام صيغة CIEDE2000، وخاصة لـ ΔE2 (p = 0.01807)، حيث أظهرت مجموعة BF-PG أعلى قيمة متوسطة. بعد الغمر في القهوة، تجاوزت جميع مجموعات الراتنج العتبة السريرية لتغير اللون البالغة 2.7، حيث أثبت نظام التلميع OD أنه الأكثر فعالية في تقليل تغير اللون. بعد إعادة التلميع، حققت فقط مجموعة PN الملمعة باستخدام نظام OD قيمة ΔE (2.8998) قريبة من العتبة المقبولة سريريًا، بينما بقيت جميع المجموعات الأخرى فوق عتبة 5.4 بعد 14 يومًا من الغمر.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم تقييم تأثيرات أنظمة التلميع المختلفة على خشونة السطح وتغير اللون لمختلف الراتنجات المركبة. تم تحديد حجم عينة أدنى يبلغ 96 لتحقيق الدلالة الإحصائية، وتم إعداد عينات الراتنج المركب، وتبلمرها، وخضوعها لأنظمة تلميع مختلفة. تم قياس خشونة السطح باستخدام قياس البروفيل الميكانيكي، بينما قدمت المجهرات الذرية (AFM) والمجهر الإلكتروني الماسح (SEM) رؤى إضافية حول شكل السطح. تم أخذ قياسات اللون قبل وبعد الغمر في القهوة، مع تطبيق إجراءات إعادة التلميع لتقييم فعاليتها في تقليل تغير اللون.
أشارت النتائج إلى أن الراتنج المركب النانوهايبرد الذي تم تلميعه باستخدام نظام Lucida أظهر أعلى خشونة سطح، بينما الراتنج المركب الجيومر الذي تم تلميعه باستخدام Enhance PoGo أظهر أكبر تغير في اللون بعد الغمر في القهوة. أظهر نظام Twist-Dia أفضل مقاومة لتغير اللون، وكان نظام OptiDisc الأكثر فعالية لإعادة التلميع. ومن الجدير بالذكر أن الراتنج المركب النانوهايبرد فقط الذي تم إعادة تلميعه باستخدام OptiDisc حقق قيم تغير لون مقبولة سريريًا. خلصت الدراسة إلى أن أنظمة التلميع متعددة الخطوات والتي تعتمد على أكسيد الألمنيوم تفوقت عمومًا على غيرها من حيث خشونة السطح، ولم يتم إثبات أي ارتباط مباشر بين خشونة السطح وتغير اللون. يوصي المؤلفون بإجراء المزيد من الدراسات المختبرية والسريرية لاستكشاف التركيبات المثلى من الراتنجات المركبة وأنظمة التلميع، مع الاعتراف بحدود منهجية الدراسة الحالية.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-025-06335-1
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40598133
Publication Date: 2025-07-01
Author(s): Tuba Sarıcı et al.
Primary Topic: Dental materials and restorations
Overview
This in-vitro study investigated the impact of various polishing systems on the surface roughness and discoloration of four types of composite resins: giomer, nanohybrid, nanoceramic, and microhybrid. The researchers utilized mechanical profilometry, Atomic Force Microscopy (AFM), and Scanning Electron Microscopy (SEM) to assess surface roughness and morphology. Following immersion in a coffee solution for staining, the samples underwent repolishing, and color change (ΔE) values were recorded. The findings revealed that the nanohybrid composite polished with the OptiDisc system achieved the smoothest surface (Ra: 0.59), while the nanoceramic composite polished with Lucida exhibited the roughest surface (Ra: 1.70). Notably, the giomer polished with Enhance PoGo showed the highest discoloration, whereas Twist Dia produced the most stain-resistant surfaces (p = 0.008). Repolishing with OptiDisc significantly reduced discoloration, with ΔE values remaining within clinically acceptable limits (p = 0.00671).
The study concluded that multi-step polishing systems, particularly those containing aluminum oxide, were more effective in achieving smoother surfaces and enhanced color stability. The results indicated variability based on the type of composite material and polishing system employed. Clinically, the findings underscore the importance of selecting appropriate polishing systems to optimize the aesthetic longevity and performance of composite resins, as no direct correlation was established between surface roughness and discoloration.
Introduction
In recent years, the evolution of aesthetic restorative materials has led to an increased preference for composite resin restorations among dentists, primarily due to their ability to closely mimic the appearance of natural teeth. These materials not only enhance patient satisfaction through their durability and aesthetic results but also address aesthetic concerns effectively. However, surface roughness can negatively impact the longevity of these restorations, potentially leading to secondary caries and diminished aesthetic properties. The quality of the surface is critical, as it influences both the aesthetics and durability of tooth-colored restorative materials.
The optical properties of dental composite resins are significantly affected by surface alterations during finishing and polishing. Color change (ΔE), which quantifies the difference in color coordinates, is crucial for assessing aesthetic outcomes, with perceptibility and acceptability thresholds reported at ΔE values of 1.2 and 2.7, respectively. Various methods, including profilometry, are employed to evaluate surface roughness, with the Ra parameter indicating overall roughness. A threshold of 0.2 μm is critical, as exceeding this can facilitate bacterial retention. The study posits a null hypothesis that different polishing systems will not significantly affect the surface roughness or discoloration of composite resins, nor will repolishing effectively mitigate discoloration.
Methods
In this study, ethical approval was secured from the Inonu University Health Sciences Non-Interventional Clinical Research Ethics Committee (decision number 2024/5425, dated 06-02-2024). The research involved the use of four distinct composite resin materials, the characteristics of which are detailed in Table 1. Additionally, the polishing systems employed in the study are outlined in Table 2, providing a comprehensive overview of the materials and methods utilized for the investigation.
Results
The results of the surface roughness analysis revealed statistically significant differences in the roughness measurements of various composite resin groups after polishing, with p-values indicating significant changes for the ZE (p = 0.001), HC (p = 0.046), and PN (p < 0.001) groups. However, the BF composite group showed no significant difference (p = 0.056). The roughness rankings based on the arithmetic average roughness (Ra) values differed between measurements taken with an atomic force microscope (AFM) and a mechanical profilometer, with AFM yielding consistently lower Ra values. Notably, the PN composite group exhibited the highest initial roughness in both measurement methods. SEM analysis indicated that all polishing systems resulted in surface imperfections, with the TD system producing the most homogeneous surfaces, while the PG and LS systems caused deeper scratches and detachment of inorganic particles. In terms of surface coloration, significant differences were observed among composite groups based on ΔE values calculated using the CIEDE2000 formula, particularly for ΔE2 (p = 0.01807), with the BF-PG group showing the highest median value. After immersion in coffee, all composite groups exceeded the clinical discoloration threshold of 2.7, with the OD polishing system proving most effective in reducing discoloration. Post-repolishing, only the PN group polished with the OD system achieved a ΔE value (2.8998) close to the clinically acceptable threshold, while all other groups remained above the threshold of 5.4 after 14 days of immersion.
Discussion
In this study, the effects of various polishing systems on the surface roughness and discoloration of different composite resins were evaluated. A minimum sample size of 96 was determined for statistical significance, and composite resin samples were prepared, polymerized, and subjected to different polishing systems. The surface roughness was measured using a mechanical profilometer, while atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM) provided additional insights into the surface morphology. Color measurements were taken before and after immersion in coffee, with repolishing procedures applied to assess their effectiveness in reducing discoloration.
The findings indicated that the nanohybrid composite polished with the Lucida system exhibited the highest surface roughness, while the giomer composite polished with Enhance PoGo showed the greatest discoloration after coffee immersion. The Twist-Dia system demonstrated the best resistance to discoloration, and the OptiDisc system was the most effective for repolishing. Notably, only the nanohybrid composite repolished with OptiDisc achieved clinically acceptable color change values. The study concluded that multi-step and aluminum oxide-based polishing systems generally outperformed others in terms of surface roughness, and no direct correlation was established between surface roughness and discoloration. The authors recommend further in vitro and in vivo studies to explore optimal combinations of composite resins and polishing systems, acknowledging the limitations of the current study’s methodology.