DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-024-04333-3
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38730400
تاريخ النشر: 2024-05-10
المؤلف: Rasha Ramadan وآخرون
الموضوع الرئيسي: المواد السنية والترميمات
نظرة عامة
تقيّم هذه الدراسة الخصائص الفيزيائية والميكانيكية لأربعة مركبات أسنان تدفقية عالية القوة—Genial Universal FLO وGaenial Universal Injectable وBeautifil Injectable وBeautifil Flow Plus—مقارنة بمركب نانو هجين تقليدي، Filtek Z350 XT. شملت الأبحاث اختبار القوة الانحنائية، خشونة السطح، الصلابة، والتسرب المجهري عبر عينات مختلفة خضعت لدورات حرارية. أشارت النتائج إلى أنه بينما أظهرت جميع المركبات عالية القوة قوة انحنائية وخشونة سطح مشابهة للمجموعة الضابطة (p > 0.05)، أظهر Gaenial Universal FLO قوة انحنائية متفوقة. على العكس، كانت جميع المركبات عالية القوة لديها معامل مرونة وصلابة سطح أقل بكثير من المجموعة الضابطة (p < 0.05)، وكانت المجموعة الضابطة لديها درجات تسرب ميكروي أعلى، حيث أظهر Gaenial Universal FLO أقل تسرب ميكروي (p < 0.05). تشير النتائج إلى أن بعض المركبات التدفقية عالية القوة قد تحل محل المركبات التقليدية في تطبيقات الأسنان المحددة. ومع ذلك، تؤكد الدراسة على ضرورة فهم المهنيين في مجال الأسنان الخصائص المميزة لهذه المواد لضمان نتائج ترميم مثلى وطول عمر.
مقدمة
تناقش مقدمة هذه الورقة البحثية التبني المتزايد عالميًا لمواد الأسنان المركبة القائمة على الراتنج (RBC)، مدفوعةً بالطلب على الترميمات الجمالية، ذات اللون المشابه للأسنان، والخالية من الزئبق. تُستخدم RBCs المعالجة بالضوء بشكل شائع في تجاويف الأسنان المعقدة، لكن عمق المعالجة المحدود يتطلب استخدام طبقات متزايدة متعددة، مما يقلل من ضغط الانكماش، ولكنه يطيل عملية الترميم. يسعى الأطباء إلى RBCs التي تسهل طرق تطبيق أبسط وأسرع، حيث تُفضل المركبات التدفقية لسهولة استخدامها في المناطق العميقة أو الصعبة الوصول. ومع ذلك، تُظهر المركبات التدفقية التقليدية خصائص ميكانيكية أقل وغير مناسبة للتطبيقات عالية الضغط بسبب محتواها المنخفض من الحشوات.
أدت التطورات الحديثة إلى تطوير جيل جديد من المركبات التدفقية عالية القوة، والتي يدعي المصنعون أنه يمكن استخدامها في الترميمات الأمامية والخلفية، بما في ذلك تلك الموجودة في المناطق عالية الضغط. على الرغم من هذه الادعاءات، هناك نقص في الدراسات الشاملة التي تقيم الخصائص الميكانيكية والفيزيائية لهذه المواد. تهدف هذه الدراسة إلى تقييم ومقارنة أداء المركبات التدفقية عالية القوة مقابل المركبات النانو هجين متعددة الأغراض التقليدية من حيث قوة الانحناء، معامل المرونة، صلابة السطح، خشونة السطح، والتسرب المجهري. تختبر الدراسة فرضيتين صفريتين: أولاً، أنه لا يوجد فرق كبير في الخصائص الميكانيكية للمركبات التدفقية عالية القوة مقارنة بالمركبات النانو هجين؛ وثانيًا، أنه لا يوجد فرق كبير في التسرب المجهري بين النوعين من المواد.
الطرق
حصلت الدراسة المعملية التي أجريت في كلية dentistry بجامعة الملك عبد العزيز على موافقة أخلاقية (رقم أخلاقي 086-03-23). المواد المستخدمة في البحث مفصلة في الجدول 1. تم تحديد حجم العينة بناءً على مستوى ألفا 0.05 وقوة إحصائية 80% لتحديد فرق بنسبة 25%. مع انحراف معياري مشترك قدره 18% داخل المجموعات، تم حساب الحد الأدنى المطلوب لحجم العينة ليكون على الأقل 10 عينات لكل مجموعة.
النتائج
تشير نتائج الدراسة إلى وجود اختلافات كبيرة في قوة الانحناء، معامل المرونة، رقم صلابة فيكرز (VHN)، ودرجات التسرب المجهري بين المواد المختبرة. على وجه التحديد، كشفت بيانات قوة الانحناء عن فرق كبير بين المجموعات (p = 0.008)، لكن لم يتم العثور على فرق ذو دلالة إحصائية عند مقارنة المواد التدفقية بالمجموعة الضابطة (Filtek Z350 XT، FS = 74.25) (p > 0.05). فيما يتعلق بمعامل المرونة، لوحظ فرق كبير (p < 0.0001)، حيث أظهر Filtek Z350 أعلى قيمة (10.94) وGaenial Universal Injectable أقل قيمة (4.2). لم تُظهر Beautifil flow plus وGenial Universal FLO وBeautifil Injectable أي اختلافات كبيرة فيما بينها. بالنسبة لـ VHN، تم ملاحظة اختلافات كبيرة أيضًا (p < 0.0001)، حيث تفوق Filtek Z350 XT (70.13) بشكل كبير على جميع المجموعات الأخرى، بينما كان لدى Gaenial Universal Injectable (27.49) أقل قيمة. كانت Beautifil flow plus (41.9) أعلى بشكل كبير من كل من Genial Universal FLO (37.81) وBeautifil Injectable (35.39). لم تُظهر خشونة السطح اختلافات كبيرة (p = 0.3). فيما يتعلق بالتسرب المجهري، وُجد فرق كبير (p < 0.001)، حيث أظهرت المجموعة الضابطة أعلى نسبة من الدرجة 3 (75%)، بينما كان لدى Genial Universal FLO أقل نسبة (8%). أكدت اختبار مان-ويتني وجود اختلافات كبيرة بين المجموعة الضابطة وGenial Universal FLO (p < 0.001) وBeautifil flow plus (p = 0.039)، بينما لم تكن Gaenial Universal Injectable وBeautifil Injectable مختلفة بشكل كبير عن المجموعة الضابطة (p > 0.05).
المناقشة
في هذه الدراسة، تم تقييم الخصائص الميكانيكية والفيزيائية لأربعة مواد أسنان تدفقية عالية القوة مقابل مركب نانو هجين تقليدي، Filtek Z350، وفقًا لبروتوكولات التحضير والاختبار القياسية. خضعت العينات لدورات حرارية لمحاكاة الشيخوخة، وتم تقييم قوة الانحناء (FS)، معامل المرونة (EM)، رقم صلابة فيكرز (VHN)، خشونة السطح، والتسرب المجهري. أشارت النتائج إلى أنه بينما أظهرت جميع المواد المختبرة FS مشابهة، تم ملاحظة اختلافات كبيرة في EM وVHN، حيث أظهر Filtek Z350 خصائص متفوقة. بشكل ملحوظ، أظهر Genial Universal FLO أعلى FS وأقل تسرب ميكروي، مما يشير إلى ملاءمته المحتملة للتطبيقات عالية الضغط، بينما أظهرت Gaenial Universal Injectable أقل الخصائص الميكانيكية، مما يثير القلق بشأن استخدامها في مثل هذه المناطق.
تؤكد النتائج على أهمية فهم الخصائص المحددة لمواد الأسنان قبل التطبيق السريري، حيث تؤثر الاختلافات في تركيبة الراتنج وخصائص الحشوات بشكل كبير على الأداء. تبرز الدراسة أنه بينما يتم تسويق المركبات التدفقية عالية القوة لمجموعة متنوعة من التطبيقات الترميمية، ليست جميع المواد معادلة للمركبات التقليدية من حيث الاعتمادية الميكانيكية. وبالتالي، يجب على الممارسين في مجال الأسنان أن يأخذوا هذه الاختلافات بعين الاعتبار لضمان طول عمر ونجاح الترميمات، خاصة في البيئات عالية الضغط.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-024-04333-3
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38730400
Publication Date: 2024-05-10
Author(s): Rasha Ramadan et al.
Primary Topic: Dental materials and restorations
Overview
This study evaluates the physical and mechanical properties of four high-strength flowable dental composites—Genial Universal FLO, Gaenial Universal Injectable, Beautifil Injectable, and Beautifil Flow Plus—against a conventional nanohybrid composite, Filtek Z350 XT. The research involved testing flexural strength, surface roughness, hardness, and microleakage across various samples subjected to thermocycling. Results indicated that while all high-strength composites showed comparable flexural strength and surface roughness to the control (p > 0.05), Gaenial Universal FLO exhibited superior flexural strength. Conversely, all high-strength composites had significantly lower elastic modulus and surface hardness than the control (p < 0.05), and the control group had higher microleakage scores, with Gaenial Universal FLO demonstrating the lowest microleakage (p < 0.05). The findings suggest that certain high-strength flowable composites may effectively replace conventional composites in specific dental applications. However, the study underscores the necessity for dental professionals to understand the distinct properties of these materials to ensure optimal restoration outcomes and longevity.
Introduction
The introduction of this research paper discusses the increasing global adoption of resin-based composite (RBC) dental materials, driven by the demand for aesthetic, tooth-colored, and mercury-free restorations. Light-cured RBCs are commonly employed in complex dental cavities, but their limited depth of cure necessitates the use of multiple incremental layers, which, while reducing shrinkage stress, prolongs the restoration process. Clinicians are seeking RBCs that facilitate simpler and faster application methods, with flowable composites being favored for their ease of use in deep or hard-to-reach areas. However, traditional flowable composites exhibit lower mechanical properties and are unsuitable for high-stress applications due to their reduced filler content.
Recent advancements have led to the development of a new generation of high-strength flowable composites, which manufacturers claim can be utilized in both anterior and posterior restorations, including those in high-stress areas. Despite these claims, there is a lack of comprehensive studies assessing the mechanical and physical properties of these materials. This research aims to evaluate and compare the performance of high-strength flowable composites against conventional multipurpose nanohybrid composites in terms of flexure strength, elastic modulus, surface hardness, surface roughness, and microleakage. The study tests two null hypotheses: first, that there is no significant difference in the mechanical properties of high-strength flowable composites compared to nanohybrid composites; and second, that there is no significant difference in microleakage between the two types of materials.
Methods
The in vitro study conducted at King Abdulaziz University Faculty of Dentistry received ethical approval (ethical number 086-03-23). The materials utilized in the research are detailed in Table 1. Sample size determination was based on an alpha level of 0.05 and a statistical power of 80% to identify a 25% difference. With a common standard deviation of 18% within groups, the minimum required sample size was calculated to be at least 10 samples per group.
Results
The results of the study indicate significant differences in flexure strength, elastic modulus, Vickers hardness number (VHN), and microleakage scores among the tested materials. Specifically, the flexure strength data revealed a significant difference between groups (p = 0.008), but no statistically significant difference was found when comparing the flowable materials to the control group (Filtek Z350 XT, FS = 74.25) (p > 0.05). In terms of elastic modulus, a significant difference was observed (p < 0.0001), with Filtek Z350 exhibiting the highest value (10.94) and Gaenial Universal Injectable the lowest (4.2). Beautifil flow plus, Genial Universal FLO, and Beautifil Injectable showed no significant differences among themselves. For VHN, significant differences were also noted (p < 0.0001), with Filtek Z350 XT (70.13) significantly outperforming all other groups, while Gaenial Universal Injectable (27.49) had the lowest value. Beautifil flow plus (41.9) was significantly higher than both Genial Universal FLO (37.81) and Beautifil Injectable (35.39). Surface roughness did not show significant differences (p = 0.3). Regarding microleakage, a significant difference was found (p < 0.001), with the control group exhibiting the highest percentage of score 3 (75%), while Genial Universal FLO had the lowest (8%). The Mann-Whitney test confirmed significant differences between the control and Genial Universal FLO (p < 0.001) and Beautifil flow plus (p = 0.039), while Gaenial Universal Injectable and Beautifil Injectable were not significantly different from the control (p > 0.05).
Discussion
In this study, the mechanical and physical properties of four high-strength flowable dental materials were evaluated against a conventional nanohybrid composite, Filtek Z350, following standardized preparation and testing protocols. The specimens underwent thermocycling to simulate aging, and their flexural strength (FS), elastic modulus (EM), Vickers hardness number (VHN), surface roughness, and microleakage were assessed. Results indicated that while all tested materials exhibited comparable FS, significant differences were noted in EM and VHN, with Filtek Z350 demonstrating superior properties. Notably, Genial Universal FLO showed the highest FS and the lowest microleakage, suggesting its potential suitability for high-stress applications, whereas Gaenial Universal Injectable exhibited the lowest mechanical properties, raising concerns about its use in such areas.
The findings underscore the importance of understanding the specific properties of dental materials before clinical application, as variations in resin composition and filler characteristics significantly influence performance. The study highlights that while high-strength flowable composites are marketed for various restorative applications, not all materials are equivalent to conventional composites in terms of mechanical reliability. Consequently, dental practitioners should carefully consider these differences to ensure the longevity and success of restorations, particularly in high-stress environments.