Dental and Medical Problems

Dent Med Probl
Index Copernicus (ICV 2020) – 128.41
MEiN – 70 pts
CiteScore (2021) – 2.0
JCI – 0.22
Average rejection rate (2021) – 81.35%
ISSN 1644-387X (print)
ISSN 2300-9020 (online)
Periodicity – quarterly

Download PDF

Dental and Medical Problems

2012, vol. 49, nr 1, January-March, p. 103–109

Publication type: review article

Language: Polish

Kontrola oddziaływań skurczu polimeryzacyjnego i napięcia skurczowego materiałów złożonych

Control of Impact of Shrinkage and Stresses Occurring in Composite Materials

Elżbieta Jodkowska1,

1 Zakład Stomatologii Zachowawczej Instytutu Stomatologii Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego

Streszczenie

Zjawisko skurczu polimeryzacyjnego w powszechnie stosowanych w stomatologii zachowawczej materiałach złożonych wpływa na większość niepowodzeń w leczeniu odtwórczym zębów. Wysiłki badaczy oraz producentów stomatologicznych materiałów do wypełnień dążą do poprawy zarówno właściwości mechanicznych, jak i skuteczności klinicznej materiałów złożonych. Oczekiwany sukces w dużej mierze jest uzależniony od ciągłych zmian komponentów wchodzących w skład materiałów złożonych. W artykule przedstawiono wyniki badań nad kontrolą skurczu polimeryzacyjnego i naprężeń występujących w modyfikowanych nanożelem monomerach i materiałach złożonych oraz nad ekspansją higroskopijną skurczu polimeryzacyjnego. Dodanie reaktywnego nanożelu do monomerów materiałów złożonych nie miało ujemnego wpływu na kinetykę reakcji konwersji i właściwości mechanicznych. Redukcja skurczu polimeryzacyjnego i poziom naprężeń była proporcjonalna do zawartości nanożeli, a materiały złożone wykazywały dużą wytrzymałość i mały skurcz polimeryzacyjny. Deformacje spowodowane skurczem polimeryzacyjnym zostały skompensowane przez higroskopijną ekspansję w ciągu 4 tygodni w zębach odbudowywanych z użyciem hydrofobowego materiału złożonego, podczas gdy materiał hydrofilowy skompensował ten skurcz w nadmiarze w ciągu tygodnia, powodując dalszą ekspansję zęba.

Abstract

The shrinkage of the dental restoratives, commonly used in conservative dentistry, is the reason of the majority of failures in reconstruction of dental tissue. The continuous efforts of both researchers and producers in the field of dental restorative materials are made to improve their mechanical properties as well as their clinical effectiveness. The article demonstrates the results connected with control of polymerization shrinkage and stress in nanogelmodified monomer and composite materials and if hygroscopic expansion can compensate polymerization shrinkage. The addition of reactive nanogel to monomer and composite materials did not compromise kinetics reaction conversion or mechanical properties. A reduction in polymerization shrinkage and stress was achieved in proportion to nanogel content. Polymerization shrinkage deformation was compensated by hydroscopic expansion in teeth restored with a hydrophobic resin composite within 4 weeks, while a hydrophilic restorative over-compensated polymerization shrinkage within 1 week causing tooth expansion.

Słowa kluczowe

skurcz polimeryzacyjny, materiały utwardzane światłem, nanożele, wchłanianie wody, deformacje zębów

Key words

polymerization contraction stress, light cured materials, nanogel, water absorption, tooth deformation

References (30)

  1. A ndrzejewska E.: Fotopolimeryzacja. Fotochemia polimerów. Teoria i zastosowanie. Red.: J. Pączkowski. Wydawnictwo Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, Toruń 2003, 107–168.
  2. Jakubiak J., Linden L.Å.: Polimery 2001, 46 część I–II, 522, 590.
  3. D ickens S.H., Stansbury J.W., Choć K.M., Floyd C.J.E.: Photopolymerization kinetics of methacrylate dental resin. Macromol. 2003, 36, 6043–6053.
  4. Floyd C.J.E., Dickens S.H.: Network structure of bis-GMA-and UDMA-based resin systems. Dent. Mater. 2006, 22, 1143–1149.
  5. A tai M., Ahmadi M., Babazadeh S., Watts D.C.: Syntesis, characterization, shrinkage and curing kinetics of a new low-shrinkage urethane dimethacrylate monomer for dental application. Dent. Mater. 2007, 23, 1030–1041.
  6. Stansbury J.W., Dickens B., Lin D.W.: Preparation and characterization of cyclopolymerizable resin formulations. J. Dent. Res. 1995, 74, 1110–1115.
  7. A lmori Q.D., Reinhardt J.W., Boyer D.B.: Effect of liners on cusp deflection and gap formation in composite restorations. Oper. Dent. 2001, 26, 406–411.
  8. A lonso R.C.B., Cunha L.G.,Correr G.M., De Goes M.F., Correr-Sobrinho L., Puppin-Rontani R.M.: Association of photoactivation methods and low modulus liners on marginal adaptation of composites restorations. Acta Odont. Scand. 2004, 62, 298–304.
  9. Sakaguchi R.L., Berge H.X.: Reduced light energy density decreases post-gel contraction while maintaining degree of conversion in composites. J. Dent. 1998, 26, 695–700.
  10. Brandt C., de Moraes R.R., Correr L., Sinhoreti M.A.C., Consani S.: Effect of different photo-activation methods on push aut force, hardness and cross-link density of resin composite restorations. Dent. Mater. 2008, 24, 846–850.
  11. Sakaguchi R.L.,Wiltbank B.D.,Murchison C.F.: Contraction force rate of polymer composites is linearly correlated with irradiance. Dent. Mater. 2004, 20, 402–407.
  12. Uno S., Asmussen E.: Marginal adaptation of a restorative resin polymerized at reduced rate. Eur. J. Oral Sci. 2007, 99, 5, 440–444.
  13. E ick J.D., Gwinnett A.J., Pashley D.H., Robinson S.J.: Current concepts on adhesion to dentin. Crit. Rev. Oral Biol. Med. 1997, 8, 306–335.
  14. Feilzer A.J.,De Gee A.J.,Davidson C.L.: Setting stress in composite resin in relation to configuration of the restoration. J. Dent. Res. 1987, 66, 1636–1639.
  15. Maccora J.C.,Gomez-Fernandez S.: Quantification of configuration factor in class I and class II cavities and stimulated cervical erosion. Eur. J. Prost. Res. Dent. 1996, 1, 29–33.
  16. Sakaguchi R.L., Peters M.C.R.B., Nelson S.R., Douglas W.H., Poort H.W.: Effects of polymerization contraction in composite restorations. J. D ent. 1992, 20, 178–182.
  17. C unha L.G., Bruschi Alonso R.C.,Carvalho de Souza-Junior E.J.,Neves A.C.E.C., Correr-Sobrinhp L., Coelho Sinhoreti M.A.: Influence of the curing method on the post-polymerization shrinkage stress of a composite resin. J. Appl. Oral Sci. 2008, 16, 266–270.
  18. Santos G.O., Poskus L.T., Guimarães J.G.A., Silva E.M.: Influence of light-curing mode on the sealing of resin composte restorations. Rev. Odont. 2006, 35, 269–273.
  19. Moraes R.R., Garcia J.W., Barros M.D., Lewis S.H., Pfeifer C.S., Lin J.CH., Stansbury J.W.: Control of polymerization shrinkage and stress in nanogel-modified monomer and composite materials. Dent. Mater. 2011, 27, 509–519.
  20. Funke W., Okay O., Joos-Muller B.: Microgels: Intramolecularly crosslinked macromolecules with a globular structure in microencapsulation. Microgels-Iniferters, 1998, 139–234.
  21. G raham N.B., Cameron A.: Nanogel and microgels: the new polymeric materials play-ground. Pure Appl. Chem. 1998, 70, 1271–1275.
  22. Bowen R.L., Rapson J.E., Dickson G.: Hardening shrinkage and hygroscopic expansion of composite resin. J. Dent. Res. 1982, 61, 654–658.
  23. Smith D.L., Schoonover I.C.: Direct filling resins: dimensional changes resulting from polymerization shrinkage and water sorption. J. Am. Dent. Assoc. 1993, 46, 540–544.
  24. Tantbirojn D., Versluis A., Pintado M.R., De Long R., Douglass W.H.: Tooth deformation patterns in molar after composite restoration. Dent. Mater. 2004, 20, 535–542.
  25. Sequra A., Donly K.J.: In vitro posterior composite polymerization recovery following hygroscopic expansion. J. O ral. Rehabil. 1993, 20, 495–499.
  26. Thonemann B.M., Federlin M., Schmalz G., Hille K.A.: SEM analysis of marginal expansion and gap formation in class II composite restorations. Dent. Mater. 1997, 13, 192–197.
  27. Huang G., Kei L.M., Wei S.H., Cheung G.S., Tay F.R.,Pashley D.H.: The influence of hygroscopic expansion of resin-based restorative materials on artificial gap reduction. J. Adhes. Dent. 2002, 4, 61–71.
  28. Sindel J., Frankenberger R., Krämer N., Petschelt A.: Crack formation of all-ceramic crowns dependent on different core build-up and luting materials. J. Dent. 1999, 27, 175–181.
  29. Van Dijken J.W.V.: Three-year performance of a calcium fluoride de-, and hydroxyl-ions-releasing resin composite. Acta Odontol. Scand. 2002, 60, 155–159.
  30. Versluis A., Tantbirojn D., Lee M.S.,Tu L.S.,De Long R.: Can hygroscopic expansion compensate polymerization shrinkage? Part I. Deformation of restorated teeth. Dent. Mater. 2011, 27, 126–133.