Einfluss von Vibrationen während der Schüttung und schrittweisen Befüllung auf die Anpassung einer Schüttung

Wissenschaftliche Berichte Band 12, Artikelnummer: 21652 (2022) Diesen Artikel zitieren

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Diese Studie untersuchte die Auswirkung von Vibrationen auf die Anpassung von Bulk-Fill-Kompositharz. Ein Scanning-Laser-Doppler-Vibrometer maß die Frequenz und Amplitude eines Vibrationsgeräts (COMO; B&L Biotech), das für die Platzierung des Harzes verwendet wurde, und visualisierte dessen Wirkung auf das Harz entsprechend der Tiefe. Ein Bulk-Fill-Kompositharz (Filtek Bulk Fill; 3M ESPE) wurde mit verschiedenen Schichtmethoden in simulierte Hohlräume (4 mm Durchmesser, 4 mm Tiefe) eingebracht (inkrementelle Füllung mit zwei 2 mm dicken Schichten vs. Bulk-Füllung mit einer einzigen). 4 mm dicke Schicht). Die Gruppen wurden anhand der Anwendung von Vibrationen während der Wiederherstellung weiter unterteilt (keine Vibration vs. Vibration). Zusätzlich zum Oberflächenhohlraumbereich am Hohlraumboden wurden das Gesamthohlraumvolumen sowie die Hohlraumvolumina im unteren, mittleren und oberen Drittel für die mikrocomputertomografische Analyse ermittelt. Die Frequenz und Amplitude des COMO betrugen etwa 149 Hz bzw. zwischen 26 und 51 µm. Wenn keine Vibration angewendet wurde, hatte die inkrementelle Füllung ein geringeres Hohlraumvolumen im unteren Drittel der Kavität als die Massenfüllung (p < 0,05). Die mit einer 4 mm dicken Schüttung angewendeten Vibrationen hatten keinen signifikanten Einfluss auf die Anpassung des Kompositharzes (p > 0,05). Im Gegensatz dazu reduzierte die Vibration das Ausmaß der Hohlraumbildung im unteren Drittel der Kavität während der schrittweisen Füllung (p < 0,05). Die Anwendung von Vibrationen auf das Harz mit einer 2-mm-Inkrementschichttechnik erzeugte einen kleineren Hohlraum an der Grenzfläche zwischen Kavität und Harz und innerhalb des Bulk-Fill-Kompositharzes.

Kompositharze sind aufgrund ihrer Ästhetik und ihrer Fähigkeit, mit geeigneten Haftmaterialien an den Zähnen zu haften, die am häufigsten verwendeten direkten Restaurationsmaterialien für die Zahnmedizin. Kompositharze schrumpfen jedoch während der Polymerisation zwangsläufig um 2–4 %1, was zu einer spannungsbedingten Ablösung an der Grenzfläche zwischen Zahn und Restauration führen kann, wenn die Schrumpfspannung die Bindungsstärke übersteigt2. Um potenziell schädliche Polymerisationsschrumpfungsspannungen zu minimieren, wird eine inkrementelle Füllung empfohlen, bei der jede Schicht eines 2 mm dicken Komposits lichtgehärtet wird3,4. Darüber hinaus gewährleistet die inkrementelle Füllung einen hohen Umwandlungsgrad, ohne die mechanischen Eigenschaften des Kompositharzes zu gefährden, da die Bestrahlungsstärke der Lichthärtung mit zunehmender Harzdicke abnimmt5,6.

Bulk-Fill-Kompositharze wurden eingeführt, um zahnärztliche Eingriffe zu vereinfachen und Behandlungszeit im Vergleich zu inkrementellen Techniken mit herkömmlichen Kompositharzen zu sparen7. Nach Angaben der Hersteller von Bulk-Fill-Harzen verfügen Bulk-Fill-Komposite über modifizierte Monomere, die dazu beitragen, den Polymerisationsschrumpfungsstress zu reduzieren, während eine geringere Füllstoffmenge oder eine größere Füllstoffgröße die Lichtdurchlässigkeit aufgrund der Reduzierung der Lichtstreuung an der Füllstoff-Matrix-Grenzfläche erleichtert8,9 . Diese veränderten Eigenschaften von Bulk-Fill-Kompositen ermöglichen Füllungen mit einer Dicke von 4–5 mm in der Masse. Dennoch kann jede Art von Kompositharz Hohlräume einschließen, wodurch beim Einsetzen Lücken zwischen dem Harz und der Zahnstruktur entstehen7. Hohlräume können leichter eingeschlossen werden, wenn eine große Menge Harz in einen begrenzten Hohlraum gepackt wird. Darüber hinaus ist eine Mikroleckage zwischen Zahn und Harz mit einer verminderten mechanischen Festigkeit, Haftfestigkeit, Verfärbung und Sekundärkaries verbunden10,11.

Um die Anpassung und Handhabung von Kompositharzen zu erleichtern, wurden handgehaltene Vibrationsgeräte entwickelt. Berichten zufolge verringert Vibration die Viskosität des Harzes und ermöglicht so eine enge Anpassung des Verbundwerkstoffs an die Kavität12; Packbare Materialien mit höherer Viskosität können auf ähnliche Weise wie fließfähiges Harz verwendet werden, ohne die Nachteile einer hohen Polymerisationsschrumpfung und schlechter mechanischer Eigenschaften13. In den meisten Studien zur Anwendung von Vibrationen während der Restauration wurde das SonicFill-System (Kerr Corp., Orange, CA, USA) verwendet, ein schallaktiviertes Handstück, das ein packbares Kompositharz mit niedriger Viskosität liefert. Es ist jedoch schwierig, diese Ergebnisse auf verschiedene Bulk-Fill-Harze zu übertragen, da das SonicFill-System einen speziellen Compule-Typ verwendet, um die Kompatibilität sicherzustellen. Eine weitere Option zur Anwendung von Vibrationen bei der Kompositrestauration ist die Verwendung eines vibrierenden Harzapplikators, es liegen jedoch nur wenige relevante Forschungsergebnisse vor. In keiner Studie wurde die Anpassung des Kompositharzes an die Kavität während der inkrementellen oder Massenfüllung mit oder ohne Vibration untersucht. Das Ziel der vorliegenden Studie bestand darin, den Einfluss von Vibrationen (keine Vibration vs. Vibration) und Harzfülltechniken bei unterschiedlichen Harzdicken (inkrementelle Füllung vs. Massenfüllung) auf die Hohlraumanpassung zu bewerten, indem die Hohlraumbildung an verschiedenen Stellen innerhalb des Hohlraums gemessen wurde . Die Nullhypothesen lauteten, dass sich die Hohlraumbildung zwischen der konventionellen Platzierung ohne Vibration und der modifizierten Platzierung mit Vibration nicht unterscheiden würde und dass weder eine inkrementelle Füllung noch eine Massenfüllung die Hohlraumbildung beeinflussen würden.

Als Restaurationsmaterial wurde in dieser Studie ein Nano-Hybrid-Bulk-Fill-Kompositharz (Filtek Bulk Fill [FB] Posterior Restorative, Chargen-Nr. 4864A3; 3M ESPE, St. Paul, MN, USA) verwendet. Die anorganische Füllstoffbeladung des Verbundharzes machte 76,5 Gew.-% und 58,4 Vol.-% des Harzes aus. Ein dynamischer Frequenzdurchlauftest wurde durchgeführt, um die viskoelastische Änderung des Verbundharzes unter oszillierender Scherung mit einem Rotationsrheometer (ARES-G2; TA-Instrument, New Castle, DE, USA) zu bestimmen, das mit parallelen 8-mm-Platten im Abstand von 2 mm ausgestattet war mm. Der Speichermodul G‘, der Verlustmodul G‘‘ und die komplexe Viskosität η* wurden bei 30℃ und bei Frequenzen von 0,1 bis 100 Hz gemessen. Die Messungen wurden bei einer Scherdehnung von 2 % durchgeführt, was nahe an der Grenze von linear viskoelastischem Harz liegt und der Amplitude des Vibrationsgeräts und der Probendicke (0,05 mm und 2 mm) ähnelt14.

Ein vibrationserzeugender Harzapplikator (COMO; B&L Biotech, Ansan, Korea) wurde verwendet, um Vibrationsenergie auf Verbundharz zu übertragen. Das Gerät ist ein batteriebetriebener motorbetriebener Vibrator, der speziell für die Manipulation von Zahnharz entwickelt wurde. Neben verschiedenen austauschbaren Spitzen wurde eine Spitze mit abgerundetem Ende und einem Durchmesser von 2 mm verwendet. Zur Messung der Vibration des Geräts wurde ein Scanning-Laser-Doppler-Vibrometer (SLDV) (Optomet GmbH, Darmstadt, Deutschland) verwendet. Das SLDV verwendet einen kurzwelligen Infrarotlaser und die Dopplerverschiebung des reflektierten Laserstrahls wird zur Messung der Schwingungsgeschwindigkeit15 verwendet. Nachdem das Gerät mit einer abgerundeten Spitze (2 mm Durchmesser) befestigt wurde, wurde der SLDV-Strahl auf die vibrierende Spitze fokussiert, um die Frequenz und Amplitude der Schwingung sowohl senkrecht als auch horizontal zu messen (Abb. 1A). Jeder Scan dauerte etwa 10 s, mit einem Abstand von 20 s zwischen den Scans. Es wurden fünf wiederholte Vibrometer-Scans durchgeführt.

Versuchsaufbau. (A) Vibrationsharzapplikator mit abgerundeter Spitze. Die Vibrationsfrequenz des Geräts wurde vertikal und horizontal zur Spitze gemessen. (B) Messpunkte im Abstand von 1 mm mithilfe der SLDV-Software16 auf der Harzoberfläche platziert. (C) Repräsentative Abweichungsfarbkarte von gefrästen zylindrischen Hohlräumen. Grün zeigt einen Wert an, der einer Abweichung von ± 20 µm entspricht oder kleiner ist. (D) Studiengruppe zur Bewertung der Anpassung des Kompositharzes an die Kavität.

Ein Block mit einem Hohlraum (5 mm breit, 4 mm hoch und 4 mm tief) wurde mit einem 3D-Drucker (IMC; Carima, Seoul, Korea) hergestellt. Zwei Seiten des Hohlraums wurden geöffnet, um den Zugang für den SLDV-Träger und das Vibrationsgerät zu ermöglichen. Ein Netz aus 12 Messpunkten, die in einem Raster mit 1 mm Abstand zwischen den Punkten angeordnet waren, wurde von der offenen Oberfläche aus mit dem SLDV auf die harzgefüllte Oberfläche gelegt (Abb. 1B). Die Vibratorspitze wurde auf der Oberfläche der offenen Seite des gefüllten Harzes mit Vibrationsenergie versorgt. Die Vibration des gesamten Gitters auf der Verbundharzoberfläche wurde gescannt und die Vibrationsgeschwindigkeiten aufgezeichnet (n = 5). Die gemittelten Werte der drei Messpunkte in jeder Tiefe wurden verglichen, um den allgemeinen Trend des Vibrationseffekts je nach Harztiefe zu verstehen. Eine spezielle SLDV-Software16 (OptoSCAN; Optomet GmbH) zeigte das Vibrationsmuster in einer Farbkarte an.

Standardisierte zylindrische Hohlräume der Klasse 1 (4 mm Durchmesser, 4 mm Tiefe) wurden auf einem harzbasierten Hybridkeramik-CAD/CAM-Block (Mazic Duro; Vericom, Anyang, Korea) unter Verwendung einer computergesteuerten Fräsmaschine mit numerischer Steuerung (A-PRO MILL; Namsun) gefräst , Daejeon, Korea). Die gefrästen zylindrischen Hohlräume wurden mit einem 3D-Scanner (T500; Medit, Seoul, Korea) digitalisiert und als STL-Dateien gespeichert. Die STL-Daten der Hohlräume wurden mithilfe einer Messsoftware17 (PointShape Inspector 2.16; DREAMTNS, Seongnam, Korea) übereinander gelegt. Die Abweichung jedes Hohlraums lag innerhalb von ± 20 µm, was die Maßhaltigkeit der gefrästen Hohlräume bestätigte (Abb. 1C).

Die Hohlräume wurden mit 50 µm Aluminiumoxid (Strahlmittel; Dentaurum GmbH & Co. KG, Ispringen, Deutschland) aufgeraut, mit reichlich Wasser gereinigt und an der Luft getrocknet. Die Hohlräume wurden dann 60 s lang mit einem Silan-Haftvermittler (Porcelain Primer; Bisco, Schaumburg, IL, USA) vorbehandelt und an der Luft getrocknet. Auf jede Kavität wurde ein Haftvermittler (Single Bond Universal; 3M ESPE) aufgetragen und nach ausreichender Lufttrocknung 10 s lang lichtgehärtet (Elipar DeepCure-S; 3M ESPE), bis keine sichtbare Bewegung des Haftvermittlers mehr zu beobachten war. Mit einer Förderpistole wurde Filtek Bulk Fill (3M ESPE) in die Hohlräume eingebracht. Die Spitze der Harzkompule wurde zunächst in Kontakt mit dem Hohlraumboden gebracht, und das Harz wurde langsam gefördert, während die Pistole vom Hohlraumboden wegbewegt wurde, um Lufteinschlüsse im Harz zu minimieren. Die Harzfüllung wurde mit zwei verschiedenen Schichttechniken durchgeführt (inkrementelle Füllung mit zwei 2 mm dicken Schichten und Massenfüllung mit einer einzelnen 4 mm dicken Schicht). Jede Schicht wurde 10 s lang mit zwei Hüben pro Sekunde unter Verwendung einer Spitze mit 2 mm Durchmesser auf dem Vibrationsgerät, das speziell für den Harzauftrag entwickelt wurde (COMO; B&L Biotech), mit oder ohne Vibration (keine Vibration vs. Vibration) (n = 10) gepackt ) (Abb. 1D). Nach dem Auftragen jeder Schicht wurde 20 Sekunden lang eine Lichthärtung durchgeführt.

Jede Probe wurde mit hochauflösender Mikro-CT (Skyscan 1273; Bruker, Kontich, Belgien) gescannt. Die Belichtungsparameter wurden auf eine Röhrenspannung von 120 kVp, einen Strom von 125 μA, eine Voxelgröße von 9,88 μm, einen Rotationsschritt von 0,4° und einen Durchschnitt von drei Bildern mit einer Belichtungszeit von 42 Minuten eingestellt. Zur Unterdrückung von Strahlaufhärtungsartefakten wurden Aluminium- und Kupferfilter eingesetzt. Die 2D-Projektionsbilder wurden mithilfe eines Rekonstruktionsprogramms18 (NRecon, Ver. 1.7.5.1; Bruker) in 3D-Volumina umgewandelt.

Ein zweidimensionales CT-Bild des Hohlraumbodens wurde ausgewählt und der Prozentsatz der gesamten Bodenoberfläche, der von der Hohlraumoberfläche eingenommen wird, wurde berechnet, um die Oberflächenanpassung am Hohlraumboden mithilfe einer Analysesoftware19 (CTAn, Ver. 1.18.9.0; Bruker) zu bewerten ).

Das Gesamthohlraumvolumen (Hohlraumvolumen pro Gesamthohlraumvolumen, %) und das Hohlraumvolumen von drei separaten Teilen (unten, in der Mitte und oben) wurden mithilfe von CTAn bewertet. Der untere Teil der Probe wurde als Hohlraumboden mit einer Höhe von 1,3 mm definiert, der mittlere Teil mit 1,3–2,6 mm und der obere Teil mit 2,6–3,9 mm (Abb. 1D). Das Hohlraumvolumen jedes Teils und das Gesamthohlraumvolumen wurden je nach Vibrationsanwendung und Fülltechnik verglichen. Die 3D-Hohlraumverteilung wurde mithilfe einer Rendering-Software20 (CTVox, Version 3.3.0; Bruker) visualisiert.

Der Levene-Test wurde verwendet, um die Gleichheit der Varianzen zu bewerten, und der Shapiro-Wilk-Test wurde verwendet, um die Normalität jeder Variablen zu überprüfen. Die vom SLDV gemessenen Mittelwerte der Harzvibration und die Mittelwerte der 2D-Hohlraumoberfläche und des 3D-Hohlraumvolumens (%) wurden mit dem Kruskal-Wallis-Test analysiert, gefolgt von einem Post-hoc-Mann-Whitney-U-Test mit Bonferroni-Korrektur für Paarweise Vergleiche. Das Hohlraumvolumen zwischen den Fülltechniken wurde mithilfe von Mann-Whitney-U-Tests verglichen. Alle Tests wurden mit einem Signifikanzniveau von 0,05 durchgeführt. Statistische Analysen wurden mit IBM SPSS Statistics, v25 (IBM Corp., Armonk, NY, USA) durchgeführt.

Sowohl der Speichermodul G‘ als auch der Verlustmodul G‘‘ nahmen mit der Frequenz zu. Das Filtek Bulk Fill-Harz zeigte Pseudoplastizität; Die komplexe Viskosität η* des Verbundharzes nahm mit zunehmender Frequenz ab, von 32.918 Pa·s bei 1 Hz auf 1936 Pa·s bei 100 Hz (Tabelle 1; Abb. 2).

(A) Speichermodul G‘, Verlustmodul G‘‘ und (B) komplexe Viskosität η* als Funktion der Frequenz.

Die vertikalen und horizontalen Frequenzen von COMO betrugen 149 Hz, während die vertikalen und horizontalen Amplituden von COMO 50,5 µm und 26,4 µm betrugen (Abb. 3).

Frequenz und Amplitude des vibrierenden Harzapplikators. (A) Vertikale Richtung. (B) Horizontale Richtung.

Die Vibrationsgeschwindigkeit nahm mit zunehmender Tiefe des Harzes ab. Der Vibrationseffekt, der durch die Vibrationsgeschwindigkeit angezeigt wird, wurde mit zunehmender Tiefe des Harzes deutlich verringert (p < 0,001) (Tabelle 2). Abbildung 4 zeigt eine repräsentative Farbkarte der von SLDV gescannten Verbundharzschwingungen. Die Vibrationsenergie konnte sich bis zu einer Harztiefe von etwa 2 mm ausbreiten, und bei 4 mm verblieben nur noch geringe Vibrationen.

Repräsentative Farbkarte der Verbundharzvibration.

Tabelle 3 zeigt die Mediane und Interquartilbereiche der Oberflächenanpassung (Oberflächen-% am Pulpaboden). Vibrationen waren mit einer deutlich kleineren Hohlraumoberfläche bei der inkrementellen Füllung verbunden (p = 0,035), während bei der Massenfüllung kein Unterschied beobachtet wurde (p = 0,631). Die Unterschiede zwischen inkrementeller Befüllung und Massenbefüllung waren mit Vibration (p = 0,131) und ohne Vibration (p = 0,762) statistisch nicht signifikant. Zweidimensionale Mikro-CT-Bilder zeigten, dass sich Hohlräume am häufigsten an den Ecken des Hohlraumbodens bildeten, wobei die Tendenz zu Hohlräumen bei der schrittweisen Füllung durch Vibration deutlich abnahm (Abb. 5A).

Repräsentatives Beispiel von (A) einem 2D-Mikro-CT-Bild an der Unterseite des Hohlraums und (B) einem 3D-Renderingbild jeder Gruppe.

In 3D gerenderte Bilder zeigten bei inkrementellen Füllungen kleinere Gesamt- und Innenhohlräume an der unteren Oberflächenecke im Vergleich zu Massenfüllungen, insbesondere wenn Vibrationen angewendet wurden. In einigen der inkrementellen Füllungen wurden in der Mitte des Hohlraums einige Hohlräume gefunden (Abb. 5B). Ein signifikant höheres Hohlraumvolumen (%) wurde im unteren Teil sowohl in der inkrementellen als auch in der Massenfüllungsgruppe beobachtet, unabhängig vom Vibrationsmodus (p < 0,001), während keine signifikanten Unterschiede zwischen dem mittleren und oberen Teil festgestellt wurden (p > 0,05). (Tabelle 4; Abb. 6). Im Vergleich zu herkömmlichen Anwendungen reduzierte der Vibrationsmodus das Hohlraumvolumen im unteren Teil der inkrementellen Füllung deutlich (p = 0,023), nicht jedoch im unteren Teil der Massenfüllung (p = 0,226). Das Gesamthohlraumvolumen war nur bei der schrittweisen Füllung deutlich geringer, wenn der Verbundstoff im Vibrationsmodus gefüllt wurde (p = 0,003). Unabhängig von der Vibrationsanwendung wurde das Hohlraumvolumen im unteren Teil im Vergleich zu einer Massenfüllung bei der schrittweisen Füllung deutlich reduziert (p = 0,028 für keine Vibration und p = 0,005 für Vibration) (Tabelle 5).

Hohlraumvolumen (%) in (A) inkrementellen Füllungen und (B) Massenfüllungen mit oder ohne Vibration in verschiedenen Hohlraumteilen.

Die Anpassung des Bulk-Fill-Kompositharzes wurde durch die Auswertung der Hohlraumfläche am Kavitätenboden und des Hohlraumvolumens im unteren, mittleren und oberen Drittel der Kavität mithilfe einer zerstörungsfreien Technik und Mikro-CT analysiert. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie zeigten, dass die Hohlraumbildung je nach Schichtungsmethode bei unterschiedlichen Harzdicken (inkrementelle Füllung vs. Massenfüllung) und Vibrationsanwendung (keine Vibration vs. Vibration) variierte, was die Nullhypothesen zurückweist.

Unabhängig von der Vibrationsanwendung und der Harzdicke wurden im unteren Teil der Hohlräume häufiger Hohlräume beobachtet als im mittleren und oberen Teil. Diese Ergebnisse stimmten mit einer früheren Studie14 überein und bestätigten, dass der untere Teil höchstwahrscheinlich frei von Hohlräumen ist. In der vorliegenden Studie führte die Vibration zu einer deutlich verbesserten Oberflächenanpassung am Kavitätenboden und zu einer Verringerung des Hohlraumvolumens, insbesondere im unteren Teil, wenn das Kompositharz durch schrittweises Füllen in zwei 2 mm dicken Schichten aufgetragen wurde. Ein Zusammenhang zwischen der Spaltbildung am Pulpaboden und der postoperativen Empfindlichkeit ist seit langem bekannt21; Die Verwendung eines Vibrationsgeräts in Kombination mit einer schrittweisen Schichtung kann dazu beitragen, die postoperative Empfindlichkeit zu lindern. Da das Vorhandensein eines inneren Hohlraums im Kompositharz die Haltbarkeit verringert und die mechanischen Eigenschaften schwächt, was möglicherweise zu Brüchen und Versagen der Harzrestauration führt22, scheint die Verwendung eines Vibrationsgeräts beim Einsetzen des Kompositharzes nützlich zu sein, um die Festigkeit und Haltbarkeit zu erhöhen der Harzrestaurierung. Han et al. untersuchten auch die Wirkung des in der vorliegenden Studie verwendeten Geräts auf die Harzadaption14. Die Autoren berichteten, dass FB tendenziell dazu führt, dass sich durch Vibration weniger Lücken bilden, obwohl der Unterschied statistisch nicht signifikant war. Der Unterschied zwischen den vorliegenden und früheren Ergebnissen könnte durch die Variabilität der experimentellen Merkmale erklärt werden, wie z. B. Anzahl der Proben, Hohlraumgeometrie, Design und Harztyp (Spritzen- vs. Compule-Typ).

Im unteren Teil des Hohlraums waren Hohlräume leichter am Hohlraumboden zu erkennen, insbesondere im Bereich des Linienwinkels an der Verbindungsstelle zwischen axialer Wand und Hohlraumboden. Dies könnte mit der Hohlraumgeometrie zusammenhängen; Die Kavität hatte einen spitzen Linienwinkel, was die schwierigste Situation für die genaue Anpassung des Kompositharzes an den Linienwinkel darstellt. Neben einer besseren Verteilung der Schrumpfspannung wären abgerundete Innenwinkel auch günstig für die Harzanpassung. Fließfähige Kompositharze könnten aufgrund ihrer geringeren Viskosität eine bessere Anpassung an die Kavitätenwände ermöglichen; Die Verwendung von fließfähigem Harz als Liner sollte daher die Anpassung verbessern und Mikroleckagen reduzieren23. Die Verwendung eines fließfähigen Harzes als Liner ist aufgrund seines niedrigen Elastizitätsmoduls auch wirksam bei der Reduzierung der Höckerverformung24. Eine weitere Methode zur Reduzierung der Viskosität von Verbundharz ist das Vorwärmen vor der Lieferung25. Wie bei der Vibration verbessert das Vorwärmen das Handling und erhöht die Anpassung, ohne dass die mechanischen Nachteile auftreten. Obwohl mehrere Studien über eine bessere Anpassung und eine geringere Lückenbildung mit vorgewärmtem Harzkomposit im Vergleich zu Harz bei Raumtemperatur berichtet haben26,27,28, könnte die Injektion von erhitztem Harz in die Kavität die Gesundheit der Pulpa nicht fördern29.

Ein SLDV ist ein nicht-invasives Gerät zur Messung der Momentangeschwindigkeit vibrierender Objekte mithilfe der Doppler-Verschiebung von Laserlicht15. Aufgrund der berührungslosen Natur des Instruments haben SLDVs Beschleunigungsmesser und andere oberflächenberührende Sensoren bei der Messung vibrierender Objekte ersetzt. Sie wurden verwendet, um die Vibrationsmuster von Dentalgeräten zu messen, darunter ein Ultraschall-Scaler30, ein Hochgeschwindigkeitshandstück31, eine Endosonic-Feile32 und eine elektrische Zahnbürste33. In der vorliegenden Studie betrugen die von SLDV gemessene Frequenz sowie die vertikalen und horizontalen Amplituden des COMO-Vibrationsharzapplikators ungefähr 149 Hz bzw. 50,5 µm bzw. 26,4 µm. Bei Rheologietests nahm die komplexe Viskosität der Schüttung mit zunehmender Vibrationsfrequenz deutlich ab. Dieses Phänomen ist als Pseudoplastizität bekannt und ein häufiges Merkmal von Kompositharzen, das durch molekulare Neupositionierung und Trennung unter Scherbeanspruchung verursacht wird34. Als die Frequenz 100 Hz überschritt, näherte sich die komplexe Viskosität etwa 2000 Pa·s an, was bedeutet, dass der Grad der Viskositätsreduzierung durch den Vibrator ähnlich oder etwas niedriger sein könnte, wenn die Vibrationsfrequenz größer als 100 Hz ist. Obwohl die Vibration die Hohlraumbildung im unteren Teil der schrittweisen Füllung wirksam reduzierte, war ihr Effekt bei der Massenfüllung vernachlässigbar. Das 4 mm dicke Harz in der Massenfüllung war zu dick, als dass die Vibrationsenergie effektiv auf das Harz übertragen werden konnte, wie aus der vom SLDV erhaltenen Farbkarte hervorgeht, die eine allmähliche Verringerung des Vibrationseffekts mit zunehmender Entfernung zeigte die Applikatorspitze vergrößert. Der begrenzte Vibrationseffekt über eine Tiefe von 2 mm hinaus erklärt die gegensätzlichen Ergebnisse zwischen inkrementeller und großer Befüllung.

Frühere Studien zum Einsatz von Vibrationsgeräten zur Kompositrestaurierung berichten von widersprüchlichen Ergebnissen. In den meisten Studien zum Einfluss von Vibrationen auf die Kunststoffrestauration wurde das SonicFill-System verwendet. Laut Hersteller soll durch die erhöhte Fließfähigkeit durch Vibration eine genauere Anpassung an die Kavitätenwände erreicht werden, diese Ergebnisse sind jedoch umstritten. Eine Studie, die Mikroleckagen bei Klasse-II-Restaurationen mittels Farbstoffpenetration untersuchte, berichtete, dass SonicFill die niedrigsten Mikroleckagewerte unter den getesteten Gruppen aufwies35. Im Gegensatz dazu ergaben Studien zur Spaltbildung und Mikroleckage, dass das SonicFill-System keine spezifischen Unterschiede im Vergleich zu anderen Bulk-Fill-Harzen7,36 oder herkömmlichen Harzen mit inkrementeller Schichtung37 hervorbrachte. Eine Studie zur Bewertung der internen Anpassung und Spaltbildung unter Verwendung mehrerer Bulk-Fill-Harze und eines herkömmlichen Harzes als Kontrolle ergab, dass das SonicFill-System im Vergleich zu anderen getesteten Harzen deutlich größere Lücken und eine geringere Anpassung an Hohlräume erzeugte38. Andere Studien berichteten, dass die Schallinsertionsmethode keinen positiven Effekt auf die Hohlraumreduzierung während der Verabreichung von Kunststoffkompositen hat12,26. Da es sich bei SonicFill um ein durch Schall aktiviertes Harzabgabesystem handelt, können nach dem Einbringen in die Kavität keine zusätzlichen Vibrationen auf das kondensierte Harz ausgeübt werden. Im Gegensatz dazu war das in dieser Studie verwendete Gerät darauf ausgelegt, Vibrationsenergie mit einer Packbewegung bereitzustellen, nachdem das Harz in den Hohlraum eingebracht wurde. Da sich die Vibrationsart zwischen den beiden Geräten unterscheidet, ist es nicht angebracht, die Ergebnisse der vorliegenden Studie direkt mit denen von Studien mit SonicFill zu vergleichen.

Die Hohlraumvolumina aller interessierenden Bereiche waren bei der 4-mm-Massenfüllung deutlich größer als bei der 2-mm-Inkrementfüllung, unabhängig von der Vibrationsanwendung. Obwohl bei Vibration eine stärkere Reduzierung zu beobachten war, konnte durch schrittweises Einfüllen des Bulk-Fill-Harzes mithilfe einer herkömmlichen Methode auch die Hohlraumbildung wirksam reduziert werden. Dies kann durch eine einfachere Anpassung und eine relativ größere Wahrscheinlichkeit des Entweichens von Hohlräumen beim Einbringen einer relativ geringeren Menge Kompositharz erklärt werden. Darüber hinaus führt eine geringere Menge an Kompositharz in jeder Schicht zu einer geringeren Schrumpfungsspannung und einer geringeren exothermen Wärmeentwicklung während der Polymerisation39. Die Platzierung von Bulk-Fill-Kompositharzen in inkrementellen Schichten könnte anstelle von Bulk-Füllungen empfohlen werden, um die Bildung von Hohlräumen und mögliche thermische Schäden an der Pulpa zu minimieren und gleichzeitig eine zuverlässige Schnittstelle zwischen Zähnen und Harzrestauration sicherzustellen. Einige Hohlräume wurden in der Mitte des Hohlraums in der inkrementellen Füllgruppe gefunden, aber es wurde angenommen, dass es sich hierbei um eingeschlossene Hohlräume zwischen den inkrementellen Schichten handelte. Durch die sorgfältige Platzierung der Harzschichten sollten mögliche Diskrepanzen zwischen den Schichten vermieden werden.

Die Ergebnisse dieser Studie sollten angesichts bestimmter Einschränkungen mit Vorsicht interpretiert werden. Es wurde nur ein Nano-Hybridharz, FB, verwendet, und die Wirkung von Vibrationen auf verschiedene Verbundharze unterschiedlicher Viskosität sollte einer weiteren Untersuchung unterzogen werden, da die Wirkung von Vibrationen bei anderen Verbundharzen mit unterschiedlichen Zusammensetzungen nicht identisch wäre. Für die Restaurierung wurden standardisierte zylindrische Kavitäten der Klasse I vorbereitet, aber unterschiedliche Kavitätendesigns können die Schwingungsausbreitung und die Anpassung des Kompositharzes beeinträchtigen. Wir waren nicht in der Lage, die Auswirkungen von Variablen im Zusammenhang mit Vibrationsgeräten wie Vibrationsfrequenz, Amplitude und Design der Applikatorspitze (die alle die Vibrationseigenschaften verändern können) direkt zu vergleichen, da keine anderen Vibrationsgeräte für die Harzplatzierung verfügbar waren. Unsere Ergebnisse deuten jedoch auf eine mögliche Anwendung von Vibrationen während der Platzierung des Kompositharzes hin, um die Bildung von Hohlräumen an der Schnittstelle zwischen Hohlraum und Kunstharz sowie innerhalb des Kompositharzes zu reduzieren. Weitere Studien sind erforderlich, um die Wirkung von Vibrationen bei der Kompositrestauration zu validieren.

Innerhalb der Grenzen dieser Studie können die folgenden Schlussfolgerungen gezogen werden.

Die Hohlraumbildung variierte je nach Hohlraumfläche, Schichtdicke und Vibrationsanwendung.

Das Hohlraumvolumen war im unteren Teil des Hohlraums, insbesondere an der Ecke des Hohlraumbodens, in beiden Schichtdicken deutlich höher als im mittleren und oberen Teil, unabhängig von der Vibrationsanwendung.

Wenn keine Vibration angewendet wurde, führte das schrittweise Füllen mit zwei 2 mm dicken Schichten zu einem kleineren Hohlraumvolumen im unteren Drittel des Hohlraums als beim Massenfüllen mit einer einzelnen 4 mm dicken Schicht.

Vibrationen reduzierten das Ausmaß der Hohlraumbildung im unteren Drittel des Hohlraums während der schrittweisen Befüllung weiter, während bei der Massenbefüllung keine Auswirkung zu beobachten war.

Die während der aktuellen Studie generierten Datensätze sind auf begründete Anfrage beim jeweiligen Autor erhältlich.

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Diese Arbeit wurde durch den von der koreanischen Regierung (MSIT) finanzierten Zuschuss der National Research Foundation of Korea (NRF) unterstützt (Nr. 2020R1F1A1075748 und Nr. 2022R1F1A1063198).

Fakultät für Zahnmedizin, Seoul National University, 101 Daehak-ro, Jongno-gu, Seoul, Republik Korea

Yung-Soo Kim

Abteilung für konservative Zahnmedizin, Dental Research Institute, School of Dentistry, Seoul National University, 101 Daehak-ro, Jongno-gu, Seoul, Republik Korea

Seung-Ho Baek

Dental Research Institute, School of Dentistry, Seoul National University, 101 Daehak-ro, Jongno-gu, Seoul, Republik Korea

Ryan Jin Young Kim

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Datenkuratierung, formale Analyse, Untersuchung, Schreiben – ursprünglicher Entwurf: YK Konzeptualisierung, formale Analyse, Methodik, Überwachung, Schreiben – Überprüfung und Bearbeitung, Validierung: SB Konzeptualisierung, formale Analyse, Finanzierungseinwerbung, Projektverwaltung; Aufsicht; Schreiben – Rezension und Bearbeitung: RK Alle Autoren haben das Manuskript rezensiert.

Korrespondenz mit Ryan Jin Young Kim.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Kim, YS., Baek, SH. & Kim, RJY Einfluss von Vibrationen während der Massenfüllung und der schrittweisen Füllung auf die Anpassung eines Massenfüllungs-Kompositharzes. Sci Rep 12, 21652 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-26197-9

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Eingegangen: 23. August 2022

Angenommen: 12. Dezember 2022

Veröffentlicht: 15. Dezember 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-26197-9

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