Адгезивні реставрації після ендодонтичного лікування з волоконними штифтами: тести на виштовхування та спостереження за SEM

Анотація

Мета. В наш час відновлення ендодонтично лікуваних зубів базується на використанні матеріалів з модулем пружності, подібним до дентину (18.6 ГПа). Волоконні стержні, смоли для цементування та деякі композитні смоли мають цю характеристику. Це дослідження оцінювало міцність з'єднання між цементуючими матеріалами, кореневим дентином та волоконними стержнями за допомогою тестів на виштовхування та вивчало інтеграцію між цими трьома компонентами за допомогою скануючої електронної мікроскопії.

Методи. Для тестування інтерфейсу між цементуючим агентом та дентином, а також цементуючим агентом та стержнем використовували ендодонтично лікувані видалені зуби та пластикові пластини.

Результати. Хімічна спорідненість між різними компонентами (цементуючими матеріалами та волоконними стержнями) є надзвичайно важливою для досягнення високої міцності з'єднання. Тести на міцність з'єднання та спостереження SEM показали, що in vitro композитні смоли працюють краще, ніж смоли для цементування.

Значення. Використання цих матеріалів in vivo може значно зміцнити залишкову структуру зуба, тим самим зменшуючи ризик переломів та відшарування.

Вступ

В останні роки вибір матеріалів, що використовуються в препротезній реставрації ендодонтично лікуваних зубів, змінився з виключного використання дуже жорстких матеріалів (нержавіюча сталь, золото та діоксид цирконію) на матеріали, які мають механічні характеристики, що більше нагадують дентин (композитні смоли та волоконні стержні). Таким чином, можна створити механічно однорідну одиницю.

Ці нові матеріали легкі у використанні та мають перевагу у зменшенні ризику переломів. У попередньому дослідженні ми використовували метод кінцевих елементів, щоб продемонструвати, що менш жорсткі матеріали для основи краще розподіляють напругу, ніж жорсткі. Ці матеріали не генерують сили в зоні з'єднання, а в дентині навколо центральної третини каналу. Таким чином, критичне з'єднання між дентином і реставраційним матеріалом зберігається.

Усі матеріали, які складають цей вид «моно-блоку», повинні ідеально мати подібний модуль пружності:

• смоли для цементування (6.8–10.8 ГПа);
• композитні смоли (5.7–25 ГПа);
• волоконні стержні (16–40 ГПа).

Наявність волокон у деяких матеріалах є додатковою перевагою, оскільки волокна розподіляють навантаження на більшій площі, що помітно підвищує межу навантаження, при якій матеріал починає проявляти мікротріщини. Властивості волокноармованих матеріалів добре відомі:

• висока ударна стійкість;
• зменшення та пом'якшення вібрацій;
• поглинання ударів;
• збільшена стійкість до втоми.

Результати довгострокового дослідження in vivo підтверджують використання технік, які зберігають коронковий та кореневий дентин, і показують, що хоча стержні важливі для утримання, їх більше не слід сприймати як засіб для зміцнення зуба. Однак, якщо залишковий коронковий дентин обмежений, інструкції виробників, а також дані в літературі пропонують цементувати попередньо виготовлений волоконний стержень у каналі за допомогою смоли перед відновленням коронки світлокурильним композитом. Ця техніка показана, коли між каналом і стержнем є щільне прилягання. Коли переріз стержня значно відрізняється від перерізу каналу, класична техніка цементування створює товстий шар цементу між дентином і стержнем. Цемент має нижчий модуль пружності, ніж два матеріали, які він з'єднує, і таким чином створюється зона з високою концентрацією навантажень і напруг, як ми раніше описали в дослідженні, проведеному за допомогою методу кінцевих елементів. Ці міркування свідчать про те, що композитна смола, яка має механічні характеристики, подібні до дентину, буде кращим матеріалом для використання в критичному інтерфейсі між стержнем і дентином, особливо коли товщина цементу перевищує 500 мкм. Таким чином, товщина матеріалу більше не є проблемою.

Також потрібно зробити вибір між різними типами постів на основі їх здатності пропускати світло:

1. Непрозорі пости значно блокують проходження світла; тому світлокурильні матеріали повинні бути замінені на самозатверджуючі композитні смоли. Ці матеріали повинні бути дуже рідкими і мати тривалий час затвердіння. Їх слід наносити за допомогою тонкого одноразового металевого наконечника, щоб мінімізувати утворення повітряних бульбашок.
2. Прозорі пости можна легко фіксувати світлокурильними композитними смолами.

Метою нашого дослідження було порівняти ефективність традиційних смолистих цементів з композитними смолами (як самозатверджуючими, так і світлокурильними) за допомогою тестів на міцність з'єднання та спостереження SEM.

Матеріали та методи

Підготовка зразків для тесту на виштовхування

Усі використані матеріали та їх модуль Юнга підсумовані в таблицях 1 і 2. Міцність з'єднання різних фіксуючих матеріалів була протестована на межі з дентином та на межі з різними постами через два окремі тести на виштовхування.

Тест на виштовхування, який оцінював міцність з'єднання між цементуючим матеріалом та кореневою дентином, був проведений на 50 видалених зубах з одним коренем. Було зроблено рентгенівські знімки, щоб усунути елементи з неправильної форми каналів. Корону було видалено з розрізом на межі цементу та емалі за допомогою низькошвидкісної алмазної пилки (Isomet, Buehler Ltd, Lake Bluff, NY, USA). Зуби були ендодонтично оброблені за технікою Реддла, яка поєднує хімічну дію (5% NaOCl та 17% EDTA) та механічну інструментацію. Канал був заповнений гутаперчею та герметиком для пульпового каналу ET (Kerr, USA), а гутаперча була ущільнена за допомогою техніки безперервної хвилі (SystemB, Analytic Technology, Redwood, USA). Перші 8 мм каналу були сформовані циліндричним алмазним бором (Komet 837/016, Brasseler, Lemgo, D), щоб отримати однорідну товщину цементуючого матеріалу від корональної до апікальної частини кореневого каналу. Цементуючі матеріали були введені за допомогою одноразового металевого наконечника. Потім корінь був перерізаний поперечно, і було отримано чотири секції товщиною 2 мм (Рис. 1).

Зразки також були підготовлені для оцінки міцності з'єднання між клейовим матеріалом і постом. Шістдесят пластикових пластин товщиною 3 мм були підготовлені шляхом розміщення поста в центрі та оточення його клейовим матеріалом за допомогою одноразового металевого наконечника (Рис. 2). Всі зразки зберігалися в дистильованій воді протягом 24 годин перед тестуванням.

Тести на виштовхування були проведені (Рис. 3) зі швидкістю переміщення 0.5 мм/хв за допомогою універсальної випробувальної машини (Acquati, Варезе, Італія). Максимальне навантаження на руйнування було зафіксовано в даН і потім перетворено в МПа.

Статистичний аналіз

Статистичний аналіз проводився за допомогою одностороннього аналізу дисперсії (ANOVA) з подальшим тестом Шефе як пост-хок порівняння при рівні значущості, встановленому на p < 0.05.

Підготовка зразків для SEM

Різні комбінації волоконних постів та цементуючих матеріалів, проаналізовані за допомогою спостереження SEM (JSM9-840A, JEOL Ltd, Токіо, Японія), узагальнені в Таблиці 3.

Було використано тридцять видалених елементів з прямими та регулярними одиночними каналами. Корону було відсічено на рівні цементно-емалевого з'єднання за допомогою алмазної пилки низької швидкості. Після ендодонтичного лікування було виконано застосування адгезивної системи та цементування поста відповідно до інструкцій виробників. Для введення композитної смоли в канал використовувалися одноразові металеві наконечники, тоді як традиційні смоляні цементи вводилися за допомогою поста як носія. Зразки потім були поздовжньо розрізані за допомогою алмазної пилки низької швидкості, і кожна половина була відшліфована під проточною водою за допомогою паперу з кремнієвим карбіду з градацією 600. Одна половина кожного зразка була покрита золотом (Polaron E5100, Polaron Equipment Ltd, Watford, UK), а інша половина була попередньо оброблена 6N HCl протягом 20 с та 1% NaOCl протягом 10 хв для видалення органічних та мінеральних компонентів дентину, щоб краще проаналізувати утворення гібридного шару та смоляних тегів.

Результати

Тести на виштовхування

Дані з тестів на виштовхування представлені в таблицях 4 та 5 і графіках I та II. Усі зразки показали високі значення міцності з'єднання (діапазон: 26–30 МПа), хоча значення, отримані для комбінації Tech 2000 або Tech 21 з Panavia F або Liner Bond 2V, були значно вищими (p < 0.05). Існує статистично значуща різниця між групою смоляного цементу та групою адгезивної/композитної смоли.

Спостереження SEM

Рисунки 4–9 є репрезентативним вибором спостережень SEM. Спочатку було спостережено інтерфейс між адгезивом та кореневим дентином. Попередня обробка дентину за допомогою ED Primer створила шар гібридизованого дентину. Цей шар не був рівномірно розподілений уздовж стінок каналу, а смужки смоли, коли вони були присутні, були нерегулярними та мали різну довжину.

Використання іншої системи самозачіплювального адгезиву (CLB2V) дало різні результати, від адгезивних шарів без смолистих міток до гібридизованих дентинових шарів з багатьма смолистими мітками.

Використання адгезивної системи 4-го покоління (All Bond 2) створило зовсім іншу ситуацію. Було спостережено дуже довгі та численні смолисті мітки. Ця структура була постійно присутня від корональної до апікальної частини підготовленого простору для поста.

Також була оцінена розподіл матеріалу для цементування в каналі та інтерфейс між матеріалом для цементування та постом. Зразки, в яких використовувався смоляний цемент, показали непослідовні результати. Іноді було досягнуто оптимальної інтеграції між постом і цементом без повітряних бульбашок або порожнин у шарі цементу. У інших зразках цемент був повний мікробульбашок, а в одному випадку одна бульбашка займала всю товщину цементу.

Коли використовувалися самозатверджувальні композитні смоли, ситуація варіювалася від повної відсутності до наявності невеликої кількості бульбашок. Більшість бульбашок виникали на кінчику поста і ніколи не виникали на інтерфейсі між різними матеріалами.

Найкращі результати були отримані в комбінації прозорого поста та світловідпрацьованої композитної смоли. У всіх досліджених зразках не було виявлено бульбашок або порожнин, і цей матеріал, як і самовідпрацьована композитна смола, ідеально адаптувався до поверхні поста.

Обговорення

При використанні адгезивної системи 4 покоління (All Bond 2, Bisco Inc., Schaumburg, IL) аналіз SEM продемонстрував наявність численних і дуже довгих смоляних тегів по всій поверхні кореня завдяки попередньому обробленню кислотою з 37% фосфорної кислоти. Однак відповідний тест на виштовхування показав лише незначну перевагу в міцності з'єднання цього матеріалу. Це може свідчити про те, що клінічна ефективність аналогічна. Ці результати відповідають попереднім дослідженням, проведеним Манноцці та ін.

Хімічна спорідненість між постом і цементуючим матеріалом відіграє важливу роль у міцності з'єднання. Виробник стверджує, що смолиста матриця постів Tech 2000 і Tech 21 X-op містить смолу, отриману внаслідок полімеризації дифенілпропану та метилоксирену (dppMor), мономер смоли, який повинен бути сумісним з 10 метакрилоксидом декілдигідрогенфосфату (MDP), що міститься в деяких цементах. Тести на виштовхування, проведені для Panavia F і Clearfil LB2V (Kuraray Co., Осака, Японія) (на основі MDP), у поєднанні з Tech 2000 або Tech 21 X-op (на основі dppMor) дали найвищі значення міцності з'єднання.

Техніка ін'єкцій, що використовується для нанесення самозатверджувальних і світлотвердіючих композитних смол, забезпечила меншу кількість повітряних бульбашок і порожнин у всіх досліджених зразках. Використання одноразових металевих наконечників зробило цю техніку більш передбачуваною. Повітряні бульбашки, присутні в зразку самозатверджувальної смоли, не є наслідком помилки в процесі цементування, а виникають на етапі змішування пасти субстрату з каталізатором.

Висновок

Адгезивне цементування стержнів є альтернативною технікою, яка є порівнянною і в деяких аспектах перевершує традиційну техніку, що використовує смоли-цементи. Композитні смоли легко використовувати і вони ергономічно вигідні, оскільки той самий матеріал може бути використаний для цементування стержня та відновлення ядра.

Особливу увагу слід приділити асоціації між прозорими стержнями та світлотвердіючою композитною смолою. Ця техніка має перевагу тривалого часу роботи.

Необхідні подальші дослідження, щоб продемонструвати повну конверсію світлотвердіючого композиту на різних глибинах.

Автори: Лука Боскіан Песта, Джованні Кавалліб, Піо Бертані, Массимо Гальяніа

Посилання

1. Кінг ПА, Сетчелл ДЖ. Внутрішньо-ліабораторна оцінка прототипу CFRC попередньо виготовленого поста, розробленого для відновлення безпульпних зубів. J Oral Rehab 1990;17(6):599–609.
2. Ісідор Ф, Одман П, Брондум К. Періодичне навантаження зубів, відновлених за допомогою попередньо виготовлених вуглецевих волокон. Int J Prosthodont 1996; 9(2):131–6.
3. Каваллі Г, Бертані П, Дженералі П. Аналіз напруги за допомогою методу скінченних елементів у зубах, реконструйованих з моноконовим постом і коронкою. G It End 1996;3:107–12.
4. Соренсен ЯА, Енгельман МД. Дизайн фурки та опір до зламу ендодонтично лікуваних зубів. J Prosthet Dent 1990;63:529–36.
5. Ментінк АГБ, Креугерс Н. П’ятирічний звіт клінічного випробування на відновлення постів і коронок. JADA 1995;74:187–92.
6. Сорнкул Е. Сила кореня до і після ендодонтичного лікування та відновлення. J Endodont 1992;18(9):440–4.
7. Стоктон ЛВ. Фактори, що впливають на утримання систем постів: огляд літератури. J Prosthet Dent 1999;81:380–5.
8. Ассіф Д. Біомеханічні міркування при відновленні ендодонтично лікуваних зубів. J Prosthet Dent 1994;71:563–7.
9. Де Клен МД. Взаємозв'язок між заповненням кореневого каналу та підготовкою простору для поста. Int End J 1993;26:53–8.
10. Стандлі JP, Капуто АА, Поллак М. Аналіз розподілу напруги за допомогою ендодонтичних постів. Oral Surg Med Path 1972;33:952–60.
11. Фрідман Г. Зв'язаний пост-ендодонтичне відновлення. Dent Today 1996;15(5):50–3.
12. Браем М, Ламбрехтс П, Ван Дорен В, Вангерле Г. Вплив структури композиту на його еластичну реакцію. J Dent Res 1986;65(5): 648–53.
13. Асмунсен Е, Пойцфельдт А, Хайтман Т. Жорсткість, еластичний межа та міцність нових типів ендодонтичних постів. J Dent 1999;27:275–8.
14. Торбйорнер А, Карлссон С, Сюверунд М, Хенстен-Петтерсен А. Вуглецеві волокна, зміцнені кореневі канали. Механічні та цитотоксичні властивості. Eur J Oral Sci 1996;104:605–11.
15. Каваллі Г, Бертані П, Дженералі П. Передпротезне та протезне відновлення зуба, лікуваного ендодонтично. Клінічні стратегії. Dent Cadmos 1998;11:9–28.
16. Галлер Б. Тест на екструзію для визначення міцності з'єднання з дентином. J Dent Res, Спеціальний випуск 1991;70 Abst 2070.
17. Шейлан ЖМ, Ейд Н, Дегранж М. Прикріплення різних цементуючих агентів за допомогою методу виштовхування. Матеріали 35-ї щорічної зустрічі IADR/CED, 1999: Abst 30.
18. Б'юкен ЛС. Очищення та формування системи кореневих каналів. Шляхи пульпи. Сент-Луїс: Ed S Mosby Co, 1991 с. 166–92.
19. Манноцці Ф, Іннокенті М, Феррарі М, Уотсон ТФ. Конфокальне та скануюче електронне мікроскопічне дослідження зубів, відновлених волоконними постами, металевими постами та композитними смолами. J Endodont 1999; 25(12):789–94.
20. Манноцці Ф, Шерріф М, Уотсон ТФ. Тест на мікротенсильну міцність з'єднання стоматологічних адгезивів до дентину кореневого каналу. J Dent Res, Спеціальний випуск 2000;79 Abst 3630.