DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-024-04669-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39095862
تاريخ النشر: 2024-08-02
المؤلف: Zeynep Biçer وآخرون
الموضوع الرئيسي: المواد السنية والترميمات
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة تأثير العوامل البيئية المختلفة على خشونة سطح ترميمات المركب الراتنجي على مدى فترة محاكاة مدتها عام واحد. على وجه التحديد، تفحص أربعة علامات تجارية من المركبات الراتنجية، سواء التقليدية أو القابلة للتدفق، التي تعرضت للغمر في محاليل مختلفة (ماء مقطر، شاي، قهوة، ونبيذ)، ومحاكاة الفرشاة، والدورات الحرارية. تم تحليل ما مجموعه 320 عينة، وتم قياس خشونة السطح الأولية وما بعد المعالجة باستخدام جهاز قياس البروفيل الميكانيكي. كشفت التحليلات الإحصائية عن اختلافات كبيرة في خشونة السطح بناءً على نوع المركب والعلامة التجارية، مع ملاحظة أن المركب التقليدي Beautifil أظهر أعلى خشونة بعد إجراءات الشيخوخة.
تشير النتائج إلى أنه بينما كان لمجموعة المركب ونوعه تأثير كبير على خشونة السطح (p < 0.001)، كان لمحاليل الغمر والفرشاة تأثير أقل نسبيًا. من الجدير بالذكر أن مجموعة Beautifil فشلت في الحفاظ على هيكل سطحها، متجاوزة العتبة الحرجة البالغة 0.2 ميكرومتر لالتصاق البكتيريا، بينما حافظت المركبات الأخرى (3M Filtek Ultimate، Charisma، وOmnichroma) على سلامة سطحها. تؤكد هذه الدراسة على أهمية اختيار المركبات الراتنجية المناسبة لترميمات الأسنان لتقليل خشونة السطح والحد من احتمال استعمار البكتيريا.
مقدمة
تناقش مقدمة هذه الورقة البحثية أهمية نعومة السطح وتناسق اللون في ترميمات المركب الراتنجي، والتي تستخدم على نطاق واسع في التطبيقات السنية. إن تحقيق سطح ناعم ولامع أمر بالغ الأهمية للنجاح الجمالي، حيث يعزز راحة المريض، ويسهل النظافة الفموية، ويقلل من خطر التصاق البكتيريا، وتكوين اللويحات، والتسوس الثانوي. تسلط الورقة الضوء على أن خشونة السطح البالغة 0.2 ميكرومتر أمر حاسم لمنع التصاق البكتيريا، مما يبرز أهمية تقنيات التشطيب والتلميع المناسبة.
يشير المؤلفون إلى أن الخصائص الميكانيكية وبنية المواد الترميمية، وخاصة حجم ونسبة جزيئات الحشو، تؤثر بشكل كبير على خشونة السطح. ترتبط جزيئات الحشو الأصغر في المركبات الراتنجية، مثل تلك الموجودة في المركبات فوق النانوية والنانوية، بخصائص سطحية أفضل مقارنةً بالجزيئات الأكبر في الجيومرات. على الرغم من التأثير المعروف للظروف داخل الفم—مثل قوى المضغ، وتغيرات درجة الحرارة، والتعرض للمواد الكيميائية—على خشونة سطح الترميم، إلا أن هناك نقصًا في الدراسات التي تتناول هذه التأثيرات. توضح الورقة هدف الدراسة لتقييم التغيرات في خشونة السطح لمركبات راتنجية مختلفة بعد محاكاة الظروف داخل الفم من خلال طرق الشيخوخة المختلفة، مع فرضيات العدم التي تنص على أن نوع المركب الراتنجي، محلول الغمر، والعلامة التجارية لن تؤثر على خشونة السطح.
الطرق
في هذه الدراسة، تم تحديد حجم العينة البالغ 320 من خلال تحليل G*Power، محققًا قوة بعدية قدرها 97.3% مع مستوى ثقة 95% وحجم تأثير قدره $f = 0.25$. شملت الدراسة أربعة علامات تجارية من المركبات الراتنجية، مصنفة إلى أنواع تقليدية وقابلة للتدفق، مع إعداد 40 عينة لكل مجموعة. تضمنت المركبات Charisma Smart، 3M Filtek Ultimate Universal، Omnichroma، Beautifil II للأنواع التقليدية، وCharisma Flow، 3M Filtek Ultimate Flowable، Omnichroma Flow، Beautifil Flow Plus F00 للأنواع القابلة للتدفق. شملت عملية إعداد العينة القياسية البلمرة باستخدام جهاز SmartLite Focus LED، تلتها عمليات التشطيب والتلميع.
تم غمر العينات في أربعة محاليل مختلفة (نبيذ، قهوة، شاي، ماء مقطر) لمدة 12 يومًا لمحاكاة الظروف داخل الفم، مع تجديد المحلول يوميًا لمنع التلوث. تم إجراء محاكاة للفرشاة باستخدام فرشاة أسنان ومعجون أسنان محددين تحت ظروف محكومة، محاكاةً لعادات الفرشاة لمدة عام. تم إجراء دورات حرارية لتكرار تقلبات درجة الحرارة داخل الفم. تم قياس خشونة السطح في بداية ونهاية إجراءات الشيخوخة باستخدام جهاز قياس البروفيل، وتم إجراء تحليلات إضافية باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) والمجهر الذري (AFM). تم إجراء التحليلات الإحصائية باستخدام IBM SPSS V23، مع استخدام اختبار ANOVA ثلاثي الاتجاهات واختبارات Tukey، مع تحديد الدلالة عند $p < 0.05$.
النتائج
في هذه الدراسة، تم تحليل قيم خشونة السطح في نقطتين زمنيتين، $t_0$ و$t_1$، عبر مجموعات وأنواع مختلفة من المواد. عند $t_0$، لوحظت اختلافات كبيرة في متوسط قيم خشونة السطح بناءً على المجموعات (p < 0.001)، الأنواع (p < 0.001)، وتفاعلات المجموعة والنوع (p < 0.001). أظهرت مجموعة BT أعلى قيمة خشونة متوسطة تبلغ 0.18، بينما لم يُلاحظ أي فرق كبير بين مجموعتي FLTU-CHR وCHR-OMN (p > 0.05). كان لنوع المركب التقليدي قيمة Ra متوسطة تبلغ 0.15، مقارنةً بـ 0.12 لنوع المركب القابل للتدفق، مع تحقيق تفاعل BT التقليدي أعلى قيمة متوسطة تبلغ 0.21.
عند $t_1$، وُجدت دلالة إحصائية مماثلة للمجموعات (p < 0.001)، الأنواع (p < 0.001)، المحاليل (p = 0.003)، وتفاعلاتها. مرة أخرى، كانت مجموعة BT لديها أعلى قيمة متوسطة تبلغ 0.25، بينما لم تُظهر مجموعات FLTU وOMN وCHR أي اختلافات كبيرة فيما بينها (p > 0.05). كان لنوع المركب التقليدي قيمة متوسطة تبلغ 0.16، ونوع المركب القابل للتدفق 0.14، مع تحقيق محاليل الشاي والقهوة أعلى القيم المتوسطة. من الجدير بالذكر أنه وُجدت اختلافات كبيرة بين الماء المقطر والشاي (p < 0.05). كشفت تحليل التغيرات في خشونة السطح بين $t_0$ و$t_1$ عن اختلافات كبيرة بناءً على المجموعة (p = 0)، المحلول (p = 0.014)، والتفاعلات (p < 0.001). أظهرت مجموعة BT زيادة في الخشونة، بينما شهدت المجموعات الأخرى انخفاضًا. أوضحت صور المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) والمجهر الذري (AFM) التغيرات الهيكلية، مع تسليط الضوء على الفجوات وعدم الانتظام في مجموعة BT عند $t_1$ بسبب عمليات الشيخوخة.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم تقييم تأثير أنواع المركبات الراتنجية المختلفة والمحالييل على خشونة سطح المركبات الراتنجية. وُجد أنه بينما أثر نوع المركب الراتنجي بشكل كبير على خشونة السطح عند النقاط الزمنية الأولية ($t_0$ و$t_1$)، لم يؤثر على التغير في خشونة السطح بين هذه الفترات، مما أدى إلى رفض جزئي للفرضية الأولى. تم رفض الفرضية الثانية بالكامل، حيث أظهرت المحاليل المستخدمة تأثيرها على خشونة السطح، مع تسبب الشاي والقهوة في أعلى قيم خشونة، على الأرجح بسبب تركيبها الجزيئي وتأثيراتها الحرارية على مصفوفة الراتنج. بالمقابل، أدى الماء المقطر إلى أدنى قيم خشونة.
سلطت الدراسة الضوء أيضًا على أن مجموعات المركبات الراتنجية كان لها التأثير الأكبر على تغيرات خشونة السطح، حيث أظهرت المركبات الراتنجية القابلة للتدفق قيم خشونة أقل مقارنةً بالمركبات التقليدية. من الجدير بالذكر أن جميع مجموعات المركبات حافظت على قيم Ra أقل من عتبة 0.2 ميكرومتر لالتصاق البكتيريا عند $t_0$. تضمنت قيود الدراسة تصميمها المختبري ونقص القياسات الوسيطة خلال عمليات الشيخوخة، مما يشير إلى الحاجة إلى مزيد من الدراسات طويلة الأمد لفهم تأثيرات الشيخوخة الاصطناعية على خشونة السطح في الظروف السريرية بشكل أفضل.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-024-04669-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39095862
Publication Date: 2024-08-02
Author(s): Zeynep Biçer et al.
Primary Topic: Dental materials and restorations
Overview
The study investigates the impact of various environmental factors on the surface roughness of resin composite restorations over a simulated one-year period. Specifically, it examines four brands of resin composites, both conventional and flowable types, subjected to immersion in different solutions (distilled water, tea, coffee, and wine), brushing simulations, and thermal cycling. A total of 320 samples were analyzed, with initial and post-treatment surface roughness measured using a mechanical profilometer. Statistical analyses revealed significant differences in surface roughness based on composite type and brand, particularly noting that the Beautifil conventional composite exhibited the highest roughness after aging procedures.
The findings indicate that while composite group and type significantly influenced surface roughness (p < 0.001), the immersion solutions and brushing had a comparatively lesser effect. Notably, the Beautifil group failed to maintain its surface structure, surpassing the critical threshold of 0.2 μm for bacterial adhesion, whereas the other composites (3M Filtek Ultimate, Charisma, and Omnichroma) preserved their surface integrity. This study underscores the importance of selecting appropriate resin composites for dental restorations to minimize surface roughness and potential bacterial colonization.
Introduction
The introduction of this research paper discusses the significance of surface smoothness and color harmony in resin composite restorations, which are widely used in dental applications. Achieving a smooth and shiny surface is crucial for aesthetic success, as it enhances patient comfort, facilitates oral hygiene, and reduces the risk of bacterial adhesion, plaque formation, and secondary caries. The paper highlights that a surface roughness of 0.2 µm is critical for preventing bacterial adhesion, emphasizing the importance of proper finishing and polishing techniques.
The authors note that the mechanical properties and structure of restorative materials, particularly the size and ratio of filler particles, significantly influence surface roughness. Smaller filler particles in resin composites, such as those found in supra-nano and nanohybrid composites, are associated with better surface properties compared to larger particles in giomers. Despite the known impact of intraoral conditions—such as chewing forces, temperature changes, and chemical exposure—on restoration surface roughness, there is a scarcity of studies addressing these effects. The paper outlines the aim of the study to evaluate the changes in surface roughness of different resin composites after simulating intraoral conditions through various aging methods, with the null hypotheses stating that the type of resin composite, the immersion solution, and the brand would not influence surface roughness.
Methods
In this study, a sample size of 320 was determined through G*Power analysis, achieving a post hoc power of 97.3% with a 95% confidence level and an effect size of $f = 0.25$. The research involved four brands of resin composites, categorized into conventional and flowable types, with 40 samples prepared for each group. The composites included Charisma Smart, 3M Filtek Ultimate Universal, Omnichroma, Beautifil II for conventional types, and Charisma Flow, 3M Filtek Ultimate Flowable, Omnichroma Flow, Beautifil Flow Plus F00 for flowable types. Standardized sample preparation involved polymerization using a SmartLite Focus LED device, followed by finishing and polishing processes.
Samples were immersed in four different solutions (wine, coffee, tea, distilled water) for 12 days to simulate intraoral conditions, with daily solution renewal to prevent contamination. A brushing simulation was conducted using a specific toothbrush and toothpaste under controlled conditions, simulating one year of brushing habits. Thermal cycling was performed to replicate intraoral temperature fluctuations. Surface roughness was measured at the beginning and end of the aging procedures using a profilometer, and additional analyses were conducted using scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). Statistical analyses were performed using IBM SPSS V23, employing 3-way ANOVA and Tukey tests, with significance set at $p < 0.05$.
Results
In this study, the surface roughness values at two time points, $t_0$ and $t_1$, were analyzed across different groups and types of materials. At $t_0$, significant differences were observed in mean surface roughness values based on groups (p < 0.001), types (p < 0.001), and group-type interactions (p < 0.001). The BT group exhibited the highest mean roughness value of 0.18, while no significant difference was noted between the FLTU-CHR and CHR-OMN groups (p > 0.05). The conventional type had a mean Ra value of 0.15, compared to 0.12 for the flowable type, with the BT-conventional interaction yielding the highest mean value of 0.21.
At $t_1$, similar statistical significance was found for groups (p < 0.001), types (p < 0.001), solutions (p = 0.003), and their interactions. The BT group again had the highest mean value of 0.25, while FLTU, OMN, and CHR groups showed no significant differences among themselves (p > 0.05). The conventional type had a mean value of 0.16, and the flowable type 0.14, with tea and coffee solutions yielding the highest mean values. Notably, significant differences were found between distilled water and tea (p < 0.05). The analysis of surface roughness changes between $t_0$ and $t_1$ revealed significant differences based on group (p = 0), solution (p = 0.014), and interactions (p < 0.001). The BT group showed an increase in roughness, while the other groups experienced a decrease. Scanning Electron Microscopy (SEM) and Atomic Force Microscopy (AFM) images illustrated the structural changes, highlighting gaps and irregularities in the BT group at $t_1$ due to aging processes.
Discussion
In this study, the impact of different resin composite types and solutions on the surface roughness of resin composites was evaluated. It was found that while the type of resin composite significantly influenced surface roughness at initial time points ($t_0$ and $t_1$), it did not affect the change in surface roughness between these periods, leading to a partial rejection of the first null hypothesis. The second null hypothesis was fully rejected, as the solutions used were shown to affect surface roughness, with tea and coffee causing the highest roughness values, likely due to their particle composition and thermal effects on the resin matrix. Conversely, distilled water resulted in the lowest roughness values.
The study also highlighted that the resin composite groups had the most substantial effect on surface roughness changes, with flowable resin composites exhibiting lower roughness values compared to conventional composites. Notably, all composite groups maintained Ra values below the 0.2 µm threshold for bacterial adhesion at $t_0$. Limitations of the study included its in vitro design and the lack of intermediate measurements during the aging processes, suggesting the need for further long-term studies to better understand the effects of artificial aging on surface roughness in clinical conditions.