تقييم في المختبر لمقاومة الكسر للأسنان المعالجة جذريًا والمستعادة بمركب راتينج مدعم بالألياف القصيرة وطلاءات خزفية
In vitro assessment of fracture resistance of endodontically treated teeth restored with short fiber reinforced resin based composite and ceramic overlays

المجلة: BMC Oral Health، المجلد: 25، العدد: 1
DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-025-05480-x
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39922996
تاريخ النشر: 2025-02-08
المؤلف: Mona Elshirbini Hafez وآخرون
الموضوع الرئيسي: المواد السنية والترميمات

نظرة عامة

تدرس الدراسة فعالية مركبات الراتنج المدعمة بالألياف القصيرة كخيار ترميمي محافظ للأسنان المعالجة جذريًا، بهدف تقليل الفقد الكبير في بنية الأسنان المرتبط بالتاج الكامل التقليدي. تم استخدام خمسين سنًا من الأضراس العلوية المستخرجة، مع تلقي مجموعات مختلفة علاجات ترميمية مختلفة بعد علاج قناة الجذر. شملت المجموعات مجموعة تحكم بدون ترميم، واحدة تم ترميمها بمركب مدعم بالألياف القصيرة القابلة للتعبئة (EverX Posterior)، وأخرى بمركب مدعم بالألياف القصيرة القابلة للتدفق (EverX Flow)، ومجموعة تلقت تغطيات خزفية (CeraSmart 270). تم تقييم مقاومة الكسر باستخدام آلة إنستران العالمية بعد دورة حرارية.

أشارت النتائج إلى أن كل من تغطيات CeraSmart 270 وترميمات EverX Posterior أظهرت أعلى مقاومة للكسر، دون وجود اختلافات ذات دلالة إحصائية بينهما. تستنتج الدراسة أن EverX Posterior هو بديل محافظ قابل للتطبيق للترميمات غير المباشرة للأسنان ذات تجاويف MOD، مما يحافظ على بنية الأسنان بشكل فعال مع توفير مقاومة كافية للكسر. بالإضافة إلى ذلك، بينما أظهر EverX Flow مقاومة كسر أقل مقارنةً بـ EverX Posterior، إلا أنه أظهر أنماط كسر أكثر ملاءمة. تؤكد هذه النتائج على الأهمية السريرية لاستخدام المركبات المدعمة بالألياف لتعزيز متانة الأسنان المعالجة جذريًا.

مقدمة

تستعرض مقدمة ورقة البحث التحديات المرتبطة بترميم الأسنان المعالجة جذريًا، والتي تظهر مقاومة كسر منخفضة مقارنةً بالأسنان الحية بسبب فقدان السلامة الهيكلية الناتج عن التسوس وتجهيزات التجاويف الواسعة. على وجه الخصوص، يمكن أن تؤدي تجاويف Mesio-Occluso-Distal (MOD) إلى تقليل كبير في قوة الأسنان، مما يستلزم استخدام تيجان كاملة لتعزيز المتانة. ومع ذلك، تتطلب هذه التيجان تقليلًا كبيرًا في الأسنان، مما يدفع نحو تقنيات ترميمية أقل تدخلاً تحافظ على بنية الأسنان.

تناقش الورقة تطوير مركبات مدعمة بالألياف مبتكرة، مثل EverX Posterior ونظيرها القابل للتدفق، EverX Flow، المصممة لتقليد الخصائص الميكانيكية للعاج والمينا الطبيعي. تتضمن هذه المواد ألياف ذات نسبة أبعاد عالية لتحسين صلابة الكسر ومنع انتشار الشقوق، مما يعالج قيود المواد الترميمية التقليدية. تهدف الدراسة إلى سد فجوة بحثية من خلال مقارنة مقاومة الكسر للأسنان العلوية المعالجة جذريًا والتي تم ترميمها بهذه المركبات المدعمة بالألياف القصيرة مع تلك التي تم ترميمها بتغطيات خزفية غير مباشرة. تفترض الفرضية الصفرية عدم وجود فرق ذو دلالة إحصائية في مقاومة الكسر أو أنماط الفشل بين نوعي الترميم.

الطرق

تستعرض قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. توضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك مصادرها وأي خصائص ذات صلة قد تؤثر على النتائج. يتم وصف المنهجية بطريقة خطوة بخطوة، مما يضمن إمكانية تكرار التجارب. يشمل ذلك التقنيات المستخدمة لجمع البيانات، والتحليلات الإحصائية المطبقة، وأي ضوابط تم تنفيذها للتقليل من التحيزات المحتملة.

علاوة على ذلك، قد يتناول القسم حجم العينة ومعايير الاختيار، مما يضمن أن النتائج ذات دلالة إحصائية وقابلة للتطبيق على السكان الأوسع. يتم أيضًا تقديم أي نماذج رياضية أو معادلات تم استخدامها في التحليل، مما يوفر وضوحًا حول كيفية تفسير البيانات والاستنتاجات المستخلصة. بشكل عام، يعد هذا القسم حاسمًا لفهم صرامة وصلاحية نتائج البحث.

النتائج

تشير النتائج إلى أن الأسنان التي تم ترميمها بتغطيات غير مباشرة أظهرت أعلى متوسط حمل كسر يبلغ 913 ± 57 نيوتن، كما هو موضح في الشكل 5. أظهر تحليل ANOVA أحادي الاتجاه (الجدول 2) عدم وجود اختلافات ذات دلالة إحصائية (p > 0.05) في أحمال الكسر بين هذه الأسنان المرممة والأسنان السليمة (التحكم الإيجابي)، التي كان لديها متوسط حمل كسر يبلغ 951.1 ± 49.09 نيوتن. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت الأسنان المرممة بـ EverX Posterior متوسط حمل كسر يبلغ 877.8 ± 45.99 نيوتن، مقارنةً بتلك الخاصة بالتغطيات غير المباشرة، بينما تفوقت بشكل كبير على تلك المرممة بـ EverX Flow (801.90 ± 75.47 نيوتن).

كشف تحليل نمط الفشل (الجدول 2) أن جميع المجموعات أظهرت نوعين من الفشل. كانت المجموعة 1 (الأسنان السليمة) لديها أعلى نسبة من الكسور القابلة للإصلاح بنسبة 80%، تليها كل من مجموعة التغطية غير المباشرة ومجموعة EverX Flow، حيث أظهرت كل منهما 70% من الكسور القابلة للإصلاح، دون وجود اختلافات ذات دلالة إحصائية بينها. على العكس، كانت مجموعة EverX Flow لديها نسبة أعلى بكثير من الكسور القابلة للإصلاح (70%) مقارنةً بمجموعة EverX Posterior، التي سجلت فقط 40%. أظهرت مجموعة التحكم السلبية أدنى نسبة من الكسور القابلة للإصلاح بنسبة 10%.

المناقشة

في هذه الدراسة، تم التحقيق في تأثير المواد الترميمية المختلفة على مقاومة الكسر للأضراس العلوية المعالجة جذريًا. كانت العينة تتكون من خمسين ضرسًا بشريًا ذو جذر واحد، تم استخراجها حديثًا، وتم تعيينها عشوائيًا إلى خمس مجموعات، كل منها خضعت لعلاجات ترميمية مختلفة. كشفت النتائج أنه بينما قلل العلاج الجذري من صلابة الأسنان بنسبة 5%، فإن تجهيز تجاويف mesio-occlusal-distal (MOD) قلل بشكل كبير من الصلابة بنسبة 69%، مما يبرز ضعف هذه الأسنان أمام الكسر. استخدمت الدراسة دورة حرارية لمحاكاة الظروف الحية، تلتها اختبارات مقاومة الكسر باستخدام تطبيق حمل ضغط موحد.

أشارت النتائج إلى أن المركب المدعم بالألياف القصيرة القابل للتعبئة EverX Posterior أظهر مقاومة كسر كافية، مقارنةً بتلك الخاصة بالأسنان السليمة، مما يجعله مناسبًا للترميمات الواسعة. بالمقابل، أظهر المركب المدعم بالألياف القصيرة القابل للتدفق EverX Flow مقاومة كسر أقل ولكنه نتج عنه معدل أعلى من الكسور القابلة للإصلاح. من الجدير بالذكر أن الدراسة رفضت الفرضية الصفرية، حيث تم ملاحظة اختلافات ذات دلالة إحصائية في مقاومة الكسر وأنماط الفشل بين مجموعتي المركبات المدعمة بالألياف. تشير النتائج إلى أنه بينما لكل من المواد مزاياها، يجب أن يأخذ اختيار المادة الترميمية في الاعتبار السيناريو السريري المحدد، مع توصية بإجراء دراسات سريرية إضافية لتقييم المتانة طويلة الأمد لهذه الترميمات.

Journal: BMC Oral Health, Volume: 25, Issue: 1
DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-025-05480-x
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39922996
Publication Date: 2025-02-08
Author(s): Mona Elshirbini Hafez et al.
Primary Topic: Dental materials and restorations

Overview

The study investigates the effectiveness of short fiber reinforced resin composites as a conservative restorative option for endodontically treated teeth, aiming to reduce the extensive loss of tooth structure associated with conventional full-coverage crowns. Fifty extracted upper premolar teeth were utilized, with various groups receiving different restorative treatments after root canal therapy. The groups included a control with no restoration, one restored with packable short fiber reinforced composite (EverX Posterior), another with flowable short fiber reinforced composite (EverX Flow), and a group receiving ceramic overlays (CeraSmart 270). Fracture resistance was assessed using an Instron Universal machine after thermocycling.

Results indicated that both the CeraSmart 270 overlays and the EverX Posterior restorations exhibited the highest fracture resistance, with no significant differences between them. The study concludes that EverX Posterior is a viable conservative alternative to indirect restorations for teeth with MOD cavities, effectively preserving tooth structure while providing adequate fracture resistance. Additionally, while EverX Flow demonstrated lower fracture resistance compared to EverX Posterior, it showed more favorable fracture patterns. These findings underscore the clinical relevance of using fiber reinforced composites to enhance the durability of endodontically treated teeth.

Introduction

The introduction of the research paper outlines the challenges associated with the restoration of endodontically treated teeth, which exhibit reduced fracture resistance compared to vital teeth due to the loss of structural integrity from caries and extensive cavity preparations. Specifically, Mesio-Occluso-Distal (MOD) cavities can lead to a significant reduction in tooth strength, necessitating the use of full-coverage crowns to enhance durability. However, these crowns require substantial tooth reduction, prompting a shift towards minimally invasive restorative techniques that preserve tooth structure.

The paper discusses the development of innovative fiber-reinforced composites, such as EverX Posterior and its flowable variant, EverX Flow, designed to mimic the mechanical properties of natural dentin and enamel. These materials incorporate high aspect ratio fibers to improve fracture toughness and prevent crack propagation, thereby addressing the limitations of traditional restorative materials. The study aims to fill a research gap by comparing the fracture resistance of endodontically treated maxillary premolars restored with these short fiber-reinforced composites against those restored with indirect ceramic overlays. The null hypothesis posits no significant difference in fracture resistance or failure modes between the two restoration types.

Methods

The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including their sources and any relevant characteristics that may influence the results. The methodology is described in a step-by-step manner, ensuring reproducibility of the experiments. This includes the techniques for data collection, the statistical analyses applied, and any controls implemented to mitigate potential biases.

Furthermore, the section may elaborate on the sample size and selection criteria, ensuring that the findings are statistically significant and applicable to the broader population. Any mathematical models or equations utilized in the analysis are also presented, providing clarity on how the data was interpreted and the conclusions drawn. Overall, this section is crucial for understanding the rigor and validity of the research findings.

Results

The results indicate that teeth restored with indirect overlay restorations exhibited the highest mean fracture load of 913 ± 57 N, as shown in Figure 5. One-way ANOVA analysis (Table 2) revealed no statistically significant differences (p > 0.05) in fracture loads between these restored teeth and intact teeth (positive control), which had a mean fracture load of 951.1 ± 49.09 N. Additionally, teeth restored with EverX Posterior demonstrated a mean fracture load of 877.8 ± 45.99 N, comparable to that of the indirect overlays, while significantly outperforming those restored with EverX Flow (801.90 ± 75.47 N).

The mode of failure analysis (Table 2) revealed that all groups exhibited two types of failures. Group 1 (intact teeth) had the highest percentage of restorable fractures at 80%, followed by both the indirect overlay group and the EverX Flow group, each showing 70% restorable fractures, with no significant differences among them. Conversely, the EverX Flow group had a significantly higher percentage of restorable fractures (70%) compared to the EverX Posterior group, which recorded only 40%. The negative control group exhibited the lowest percentage of restorable fractures at 10%.

Discussion

In this study, the impact of various restorative materials on the fracture resistance of endodontically treated maxillary premolars was investigated. The sample consisted of fifty intact, freshly extracted human single-rooted premolars, which were randomly assigned to five groups, each subjected to different restorative treatments. The findings revealed that while endodontic treatment minimally reduced tooth stiffness by 5%, the preparation of mesio-occlusal-distal (MOD) cavities significantly decreased stiffness by 69%, highlighting the vulnerability of these teeth to fracture. The study employed thermocycling to simulate in vivo conditions, followed by fracture resistance testing using a standardized compressive load application.

The results indicated that the packable short-fiber reinforced composite EverX Posterior demonstrated adequate fracture resistance, comparable to that of intact teeth, making it suitable for extensive restorations. In contrast, the flowable short-fiber reinforced composite EverX Flow exhibited lower fracture resistance but resulted in a higher rate of restorable fractures. Notably, the study rejected the null hypothesis, as significant differences in fracture resistance and failure modes were observed between the two fiber-reinforced composite groups. The findings suggest that while both materials have their advantages, the choice of restorative material should consider the specific clinical scenario, with a recommendation for further clinical studies to evaluate the long-term durability of these restorations.