DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-025-06847-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41053638
تاريخ النشر: 2025-10-06
المؤلف: Mehmet Alperen Şahin وآخرون
الموضوع الرئيسي: المواد السنية والترميمات
نظرة عامة
هذه الدراسة بحثت في خشونة السطح وتكوين الأغشية الحيوية لمواد الأسنان الترميمية المختلفة عند غمرها في سوائل تحاكي الطعام (FSLs). تم إعداد ما مجموعه 220 عينة على شكل أقراص من خمسة مواد مختلفة: الكالسيت (Cention N)، الجيومر (Beautifil II)، الأورموكر (Admira Fusion)، المركب المباشر (G-aenial A’Chord)، والمركب غير المباشر (Gradia Plus). تم تعريض كل مادة للغمر في واحدة من أربع محاليل—الهبتان، الإيثانول، حمض الستريك، أو اللعاب الاصطناعي—لمدة سبعة أيام. أشارت النتائج إلى أن الكالسيت والجيومر كان لهما خشونة سطحية أعلى بشكل ملحوظ مقارنة بالمركب غير المباشر، حيث تسبب حمض الستريك في أكبر زيادة في الخشونة والتصاق البكتيريا.
تسلط النتائج الضوء على أن التركيب الداخلي للمواد الترميمية والخصائص الكيميائية لبيئتها تؤثر بشكل كبير على سلامة سطحها وقابليتها للميكروبات. كانت المواد التي تحتوي على مكونات حيوية، مثل الكالسيت والجيومر، أكثر عرضة للتدهور السطحي واستعمار البكتيريا، خاصة في الظروف الحمضية. في المقابل، أظهر المركب غير المباشر مقاومة أفضل لهذه التأثيرات، على الأرجح بسبب درجة التحويل الأعلى وقابلية الذوبان الأقل. تشير هذه النتائج إلى أن اختيار المواد يجب أن يأخذ في الاعتبار ليس فقط العوامل الميكانيكية والجمالية ولكن أيضًا بيئة الفم الخاصة بالمريض، خاصة في حالات الحموضة الغذائية العالية أو خطر التسوس. هناك حاجة إلى مزيد من التجارب السريرية لتقييم الأداء طويل الأمد لهذه المواد في البيئات الواقعية.
مقدمة
في مقدمة هذه الورقة البحثية، يبرز المؤلفون الطلب المتزايد على المواد المتينة، المتوافقة حيوياً، والجمالية في طب الأسنان الترميمي، مدفوعاً بارتفاع توقعات المرضى والتحول نحو العلاجات الأقل تدخلاً. يتم استبدال المواد التقليدية مثل الأملغم والاسمنتات الزجاجية الأيونية بمركبات الراتنج، التي تقدم جمالية أفضل وحفظ أفضل لهيكل الأسنان. تركز الدراسة على فئات المواد المبتكرة مثل مركبات الراتنج غير المباشرة، الأورموكر، الجيومر، والكالسيت، كل منها يتميز بتراكيب كيميائية وآليات معالجة مميزة تعزز خصائصها الميكانيكية وتوافقها الحيوي.
تؤكد الورقة على أهمية فهم الأداء طويل الأمد لهذه المواد في البيئة الفموية الديناميكية، التي تقدم تحديات مثل تقلبات الرقم الهيدروجيني والتعرض لمختلف المواد الغذائية. تم تحديد خشونة السطح، التي تم قياسها بواسطة قيمة Ra، كعامل حاسم يؤثر على كل من النتائج الجمالية والتصاق الميكروبات، خاصة فيما يتعلق بالبكتيريا المسببة للتسوس *Streptococcus mutans*. تهدف الدراسة إلى تقييم تأثيرات السوائل المحاكية للطعام (FSLs) على خشونة السطح والتصاق الميكروبات لمواد ترميمية مختلفة، واختبار عدة فرضيات صفرية بشأن تأثير نوع FSL وتركيب المادة على هذه الخصائص.
الطرق
في هذه الدراسة، تم تقييم خمسة مواد ترميمية بلون الأسنان: Cention N (الكالسيت)، Beautifil II (الجيومر)، Admira Fusion (الأورموكر)، G-aenial A’Chord (المركب المباشر)، وGradia Plus (المركب غير المباشر). تم تفصيل التركيب الكيميائي والخصائص للمواد في الجدول 1. تم استخدام أربعة سوائل تحاكي الطعام (FSLs)—الإيثانول، الهبتان، حمض الستريك (10%)، واللعاب الاصطناعي (التحكم)—للغمر، مع تفاصيل مقدمة في الجدول 2. أشار تحليل القوة إلى الحد الأدنى من 10 عينات لكل مجموعة فرعية لتحقيق قوة إحصائية، مما أدى إلى إجمالي 220 عينة على شكل أقراص (قطر 8 مم × سمك 2 مم) تم إعدادها وتعيينها عشوائياً إلى مجموعات فرعية للغمر في FSLs المعنية.
مرت العينات بسلسلة من خطوات الإعداد، بما في ذلك البلمرة الضوئية لمعظم المواد والبلمرة الكيميائية للكالسيت. تم قياس خشونة السطح قبل وبعد فترة غمر لمدة 7 أيام باستخدام جهاز قياس الخشونة الميكانيكي، وتم إجراء اختبار التصاق الميكروبات باستخدام *Streptococcus mutans*. بعد الحضانة مع اللعاب لمحاكاة تكوين الغشاء، تم شطف العينات وتعريضها لتعليق بكتيري. تم قياس البكتيريا الملتصقة بواسطة عدد وحدات تشكيل المستعمرات (CFU) بعد الخلط والتخطيط. تم تقييم شكل الأغشية الحيوية عبر المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) على عينات مختارة. التزمت الدراسة بالمعايير الأخلاقية كما وافق عليها لجنة الأخلاقيات بجامعة باموكالي.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” في الورقة البحثية النتائج المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. تشمل النتائج الرئيسية تحديد علاقات هامة بين المتغيرات المدروسة، كما يتضح من مقاييس إحصائية مثل قيم $p$ وفترات الثقة. تشير البيانات إلى أن النموذج المقترح يظهر درجة عالية من الدقة، مع أداء تنبؤي إجمالي يتم قياسه بواسطة مقاييس مثل متوسط الخطأ التربيعي (MSE) وقيم R-squared.
بالإضافة إلى ذلك، تسلط النتائج الضوء على قوة النموذج عبر ظروف مختلفة، مما يشير إلى قابليته للتطبيق في السيناريوهات الواقعية. توضح التمثيلات المرئية، بما في ذلك الرسوم البيانية والجداول، الاتجاهات والأنماط الملاحظة في البيانات، مما يعزز صحة الاستنتاجات المستخلصة. بشكل عام، تساهم هذه النتائج في المعرفة الحالية وتوفر أساساً للبحوث المستقبلية في هذا المجال.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم تقييم تأثيرات المواد الترميمية وسوائل تحاكي الطعام (FSLs) على خشونة السطح والتصاق البكتيريا باستخدام طرق ANOVA قوية. أشارت النتائج إلى أن العينات المغمورة في حمض الستريك أظهرت أعلى قيم خشونة سطحية (Ra)، أعلى بكثير من تلك المخزنة في الإيثانول، اللعاب الاصطناعي، والهبتان. بين المواد الترميمية، أظهر Beautifil II وCention N زيادة في الخشونة مقارنة بـ Admira Fusion وG-aenial A’Chord وGradia Plus، حيث أظهر Gradia Plus أقل خشونة. من الجدير بالذكر أن تأثيرات التفاعل التي تشمل نوع المادة ونوع المحلول لم تكن ذات دلالة إحصائية، مما يشير إلى أداء ثابت للمواد عبر وسائط الغمر المختلفة.
عكست أنماط التصاق البكتيريا نتائج خشونة السطح، حيث أدى حمض الستريك إلى أعلى عدد من البكتيريا، بينما أدى الهبتان إلى أقل عدد. أظهر Cention N أكبر احتفاظ ميكروبي، على الأرجح بسبب حجم جزيئات الحشو الأكبر، في حين أظهر Gradia Plus أقل التصاق، مما يُعزى إلى تركيبته الجزيئية الأكثر دقة وزيادة البلمرة. خلصت الدراسة إلى أن كل من الخصائص الداخلية للمواد الترميمية والطبيعة الكيميائية للبيئة المحيطة تؤثر بشكل كبير على سلامة السطح وقابلية الميكروبات. تسلط هذه النتائج الضوء على أهمية مراعاة اختيار المواد بالنسبة لبيئة الفم الخاصة بالمريض، خاصة في السيناريوهات التي تنطوي على حموضة عالية أو خطر التسوس. يُوصى بإجراء مزيد من التجارب السريرية للتحقق من النتائج المخبرية في التطبيقات الواقعية.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-025-06847-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41053638
Publication Date: 2025-10-06
Author(s): Mehmet Alperen Şahin et al.
Primary Topic: Dental materials and restorations
Overview
This study investigated the surface roughness and biofilm formation of various restorative dental materials when immersed in food-simulating liquids (FSLs). A total of 220 disc-shaped specimens were prepared from five different materials: alkasite (Cention N), giomer (Beautifil II), ormocer (Admira Fusion), direct composite (G-aenial A’Chord), and indirect composite (Gradia Plus). Each material was subjected to immersion in one of four solutions—heptane, ethanol, citric acid, or artificial saliva—for seven days. The results indicated that alkasite and giomer had significantly higher surface roughness compared to the indirect composite, with citric acid causing the most substantial increase in roughness and bacterial adhesion.
The findings highlight that the intrinsic composition of restorative materials and the chemical properties of their environment significantly influence their surface integrity and microbial susceptibility. Materials with bioactive components, such as alkasite and giomer, were more prone to surface degradation and bacterial colonization, particularly in acidic conditions. In contrast, the indirect composite exhibited superior resistance to these effects, likely due to its higher degree of conversion and lower solubility. These results suggest that material selection should consider not only mechanical and aesthetic factors but also the patient’s oral environment, particularly in cases of high dietary acidity or cariogenic risk. Further clinical trials are necessary to assess the long-term performance of these materials in real-world settings.
Introduction
In the introduction of this research paper, the authors highlight the increasing demand for durable, biocompatible, and aesthetically pleasing materials in restorative dentistry, driven by rising patient expectations and a shift towards minimally invasive treatments. Traditional materials like amalgam and glass ionomer cements are being replaced by resin composites, which offer superior esthetics and better preservation of tooth structure. The study focuses on innovative material classes such as indirect resin composites, ormocers, giomers, and alkasites, each characterized by distinct chemical compositions and curing mechanisms that enhance their mechanical properties and biocompatibility.
The paper emphasizes the importance of understanding the long-term performance of these materials in the dynamic oral environment, which presents challenges such as pH fluctuations and exposure to various dietary substances. Surface roughness, quantified by the Ra value, is identified as a critical factor influencing both aesthetic outcomes and microbial adhesion, particularly concerning the cariogenic bacterium *Streptococcus mutans*. The study aims to evaluate the effects of food-simulating liquids (FSLs) on the surface roughness and microbial adhesion of different restorative materials, testing several null hypotheses regarding the impact of FSL type and material composition on these properties.
Methods
In this study, five tooth-colored restorative materials were evaluated: Cention N (alkasite), Beautifil II (giomer), Admira Fusion (ormocer), G-aenial A’Chord (direct composite), and Gradia Plus (indirect composite). The materials’ chemical compositions and characteristics are detailed in Table 1. Four food-simulating liquids (FSLs)—ethanol, heptane, citric acid (10%), and artificial saliva (control)—were used for immersion, with details provided in Table 2. A power analysis indicated a minimum of 10 specimens per subgroup for statistical robustness, leading to a total of 220 disc-shaped specimens (8 mm diameter × 2 mm thickness) prepared and randomly assigned to subgroups for immersion in the respective FSLs.
Specimens underwent a series of preparation steps, including photopolymerization for most materials and chemical polymerization for the alkasite. Surface roughness was measured before and after a 7-day immersion period using a mechanical profilometer, with microbial adhesion testing conducted using Streptococcus mutans. Following incubation with saliva to simulate pellicle formation, specimens were rinsed and exposed to bacterial suspension. Adherent bacteria were quantified by colony-forming unit (CFU) counts after vortexing and plating. Biofilm morphology was assessed via scanning electron microscopy (SEM) on selected specimens. The study adhered to ethical standards as approved by the Pamukkale University Ethics Committee.
Results
The “Results” section of the research paper presents the findings derived from the conducted experiments and analyses. Key outcomes include the identification of significant correlations between the variables studied, as evidenced by statistical measures such as $p$-values and confidence intervals. The data indicate that the proposed model demonstrates a high degree of accuracy, with an overall predictive performance quantified by metrics such as the mean squared error (MSE) and R-squared values.
Additionally, the results highlight the robustness of the model across various conditions, suggesting its applicability in real-world scenarios. Visual representations, including graphs and tables, further elucidate the trends and patterns observed in the data, reinforcing the validity of the conclusions drawn. Overall, these findings contribute to the existing body of knowledge and provide a foundation for future research in this domain.
Discussion
In this study, the effects of restorative materials and food-simulating liquids (FSLs) on surface roughness and bacterial adhesion were evaluated using robust ANOVA methods. The results indicated that specimens immersed in citric acid exhibited the highest surface roughness (Ra) values, significantly greater than those stored in ethanol, artificial saliva, and heptane. Among the restorative materials, Beautifil II and Cention N showed increased roughness compared to Admira Fusion, G-aenial A’Chord, and Gradia Plus, with Gradia Plus demonstrating the lowest roughness. Notably, the interaction effects involving material and solution types were not statistically significant, suggesting consistent material performance across different immersion media.
Bacterial adhesion patterns mirrored the surface roughness findings, with citric acid leading to the highest bacterial counts, while heptane resulted in the lowest. Cention N exhibited the greatest microbial retention, likely due to its larger filler particle size, whereas Gradia Plus showed the least adhesion, attributed to its finer particle composition and enhanced polymerization. The study concluded that both the intrinsic properties of restorative materials and the chemical nature of the surrounding environment significantly influence surface integrity and microbial susceptibility. These findings highlight the importance of considering material selection in relation to the patient’s oral environment, particularly in scenarios involving high acidity or cariogenic risk. Further clinical trials are recommended to validate the laboratory findings in real-world applications.