Study of polymerization shrinkage of composite materials


Cite item

Full Text

Abstract

A wide range of restoration materials dictate researchers to study the properties of composites, the most important indicator is polymerization shrinkage, on which the properties of the composite and the success of the long-term restoration service depend. The article is devoted to the study of the shrinkage of modern composite materials, which was studied during the experiment. The experiment demonstrated the relationship between the fullness of the composite and polymerization shrinkage. The lowest polymerization shrinkage was shown by the composite material SDR (Dentsply).

Full Text

Актуальность. Композит должен иметь определенный набор положительных качеств, чтобы реставрация служила как можно дольше. К ним относится достаточная прочность, хорошая полируемость, приемлемые эстетические свойств, высокая износостойкость, а самое главное низкая величина усадки при полимеризации [1]. Почему последнее качество выделили отдельно? Композитная усадка – это процент уменьшения объем материала относительно исходного. Понятие очень простое, но имеет очень важное значение для долгосрочной устойчивости реставрации. Композит во время полимеризации испытывает стресс, т.е. возникает напряжение на границе между тканями зубу и пломбой. В результате могут появиться трещины на эмали, сколы, маргинальные и внутренние пробелы [2].Почему так получается? Чтобы в этом разобраться необходимо рассмотреть состав композитных материалов. Они состоят из органической основы и неорганического наполнителя. В качестве органической основы выступает мономер BIS-GMA, который получают путем соединения диглицидилового эфира дифенилолпропана с метакриловой кислотой [3]. Неорганический наполнитель может быть представлен борсиликатным стеклом, алюмосиликатным стеклом, алмазной пылью, катализаторами, красителем и инициатором [4]. Зная состав, мы можем догадываться, из-за какого компонента может происходить полимеризационная усадка. По нашим предположениям все это происходит из-за количества наполнителя, уменьшение которого приводит к потере в объеме по мере отверждения.

Материал и методы исследования. Для эксперимента мы сравнивали одинаковые порции самых популярных композиционных материалов в практике врача стоматолога терапевта: SDR (Dentsply), Estelite Asteria (TokuyamaDental), Harmonize (Kerr Dental), Рестврин (Технодент), MegafillMH (Megadenta). Все композиты имели цвет А2, кроме SDR (имеет один универсальный оттенок). Для каждого из пяти композитов было изготовлено по 10 образов емкостей из-под карпулы анестетика высотой 5 мм, которые имитировали полости по 1 классу по Блэк. Далее была проведена пескоструйная обработка этих емкостей, адгезивная подготовка, после чего внесена одинакова порция композиционных материалов в течение не более 45 секунд. После чего с помощью лампы была проведена полимеризация материала. Этапы и ход эксперимента представлены на рисунке1. Емкости, в которых материал дал полимеризационную усадку, лопнули.

Полученные результаты и их обсуждение. Усадка свойственна многим материалам в стоматологии. В контексте пломбировочных материалов речь идет о линейной или объемной усадке. Линейная усадка может быть от 0,8 до 2%, а объемная полимеризационная усадка композитов составляет от 2 до 4 %. Полимеризационный стресс создает усадочное напряжение между композитом и стенками зуба, которое может достигать порядка 13 МПа. В результате между композиционным материалом и зубом возникают микрощели, которые становятся причиной нарушения краевого прилегания. В информационных руководствах по применению пломбировочных материалов некоторые производители указывают сведения об их усадке (табл.). Однако, эти данные весьма приблизительны, так как для светоотверждаемых композитов построить временные зависимости технологических и прочностных свойств пока невозможно по причине того, что процессы отверждения протекают в течение нескольких десятков секунд, в период воздействия на материал светового потока, кроме того имеет очень большое значение цвет, опаковость и прозрачность композита. Кроме того, нужно учитывать объемное содержание наполнителя в композите и собственно из чего состоит органическая матрица. Например, известно, что низкомолекулярные компоненты связующего обладают способностью давать как можно большую степень конверсии двойных углерод-углеродных связей, а наличие в композите функциональных групп кислотного характера может снижать эффективность катализаторов и растягивать процесс усадки во времени.

В результате нашего исследования после полимеризации были треснуты 2 емкости. После засвечивания «SDR», «Haermonize»и «EsteliteAsteria»никаких изменений не произошло. «Реставрин» и «MegafillMH»дали усадку. Емкость, в которой был «Реставрин» треснула на 15 секунде засвечивания, «MegafillMH» на 18 секунде.

Такие результаты демонстрируют способность композитов с большим объемом наполнителя справляться с возникновением усадочного напряжения, материал же SDR, несмотря на низкую наполненность (68%) по данным производителя имеет способность давать объемную усадку внутрь порции, что подтвердилось в ходе нашего эксперимента. Основная ценность проделанной работы заключается в том, что мы попытались в лабораторных условиях поместить композит в те условия, в которых он находится в ротовой полости. Нам удалось рассмотреть полимеризационную усадку разных композитных материалов. Каждый из них при засвечивании вел себя по-разному. Лучше всего показали себя материалы «SDR», «Haermonize» и «Estelite Asteria», а вот в результате засвечивания «Реставрин» и «MegafillMH» пробирки треснули.

Выводы. Усадка и внутренние напряжения в композитах — невидимый и коварный недостаток, процент усадки у каждого композита разный, он зависит от разных причин. В нашем исследовании выявлена определенная корреляция усадки и наполненности композита: чем выше наполненность композита, тем меньше усадка. Для того, чтобы уменьшить вредные последствия полимеризационного стресса композита необходимо в клинической работе помнить об усадке и соблюдать все меры предосторожности, и тогда надежность пломбирования будет обеспечена.

×

About the authors

Olga Alekseevna Bayazova

Voronezh N.N. Burdenko State Medical University

Author for correspondence.
Email: ol.jus417@bk.ru
ORCID iD: 0000-0003-3644-5725
SPIN-code: 6100-9591

Student of the Institute of Dentistry of the N.N. Burdenko VSMU

Russian Federation, 394036, Russia, Voronezh, 10 Studentskaya str.

Elena Vladimirovna Vusataya

Voronezh N.N. Burdenko State Medical University

Email: e.vusataja@vsmaburdenko.ru

Candidate of Medical Sciences, Associate Professor of the Department of Therapeutic Dentistry of the N.N. Burdenko VSMU

Russian Federation, 394036, Russia, Voronezh, 10 Studentskaya str.

Olga Igorevna Oleinik

Voronezh N.N. Burdenko State Medical University

Email: dr.olgaoleynik@yandex.ru

Doctor of Medical Sciences, Professor of the Department of Therapeutic Dentistry of the N.N. Burdenko VSMU

Russian Federation, 394036, Russia, Voronezh, 10 Studentskaya str.

Andrey Valeryevich Sushchenko

Voronezh N.N. Burdenko State Medical University

Email: a.sushhenko@vrngmu.ru

Doctor of Medical Sciences, Professor, Head of the Department of Therapeutic Dentistry of N.N. Burdenko VSMU

Russian Federation, 394036, Russia, Voronezh, 10 Studentskaya str.

Oksana Pavlovna Krasnikova

Voronezh N.N. Burdenko State Medical University

Email: o.krasnikova@vsmaburdenko.ru

Candidate of Medical Sciences, Associate Professor of the Department of Therapeutic Dentistry of the N.N. Burdenko VSMU

Russian Federation, 394036, Russia, Voronezh, 10 Studentskaya str.

References

  1. Национальный стандарт Российской Федерации Композиты полимерные. Препреги и Премиксы. ГОСТ Р 57785-2017(EN 1842:1997)
  2. Nakano, E. L., de Souza, A., Boaro, L., Catalani, L. H., Braga, R. R., &Gonçalves, F. (2020). Polymerization Stress and Gap Formation of Self-adhesive, Bulk-fill and Flowable Composite Resins. Operativedentistry, 45(6), E308–E316. https://doi.org/10.2341/19-166-L
  3. Erhardt, M., Goulart, M., Jacques, R. C., Rodrigues, J. A., & Pfeifer, C. S. (2020). Effect of different composite modulation protocols on the conversion and polymerization stress profile of bulk-filled resin restorations. Dental materials : official publication of the Academy of Dental Materials, 36(7), 829–837. https://doi.org/10.1016/j.dental.2020.03.019
  4. Rizzante, F., Mondelli, R., Furuse, A. Y., Borges, A., Mendonça, G., &Ishikiriama, S. K. (2019). Shrinkage stress and elastic modulus assessment of bulk-fill composites. Journal of applied oral science :revista FOB, 27, e20180132. https://doi.org/10.1590/1678-7757-2018-0132

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies