Kerrosrakenteinen kuituvahvisteinen yhdistelmämuovi - Paikka-aineen kuormankantokyky ja soveltuvuus proteettisiin ja restoratiivisiin kohteisiin

Tausta

Paikka-aineen pitkäaikaiskestävyys laajoissa hammaspaikoissa, jotka altistuvat voimakkaalle purentarasitukselle on kliinisten seurantatutkimusten mukaan edelleen epävarmaa. Kirjallisuuden mukaan yleisimmät ongelmat takahammasalueen paikoissa ovat sekundäärikaries ja paikka-aineen lohkeaminen. Tämän tutkimussarjan tavoitteena oli parantaa perinteisen yhdistelmämuovin kuormankantokykyä kuituvahvisteisella kerrosrakenteella.

Materiaalit ja menetelmät

Tutkimuksen mallirakenteina käytettiin restoratiivisen hoidon inlay- ja onlay-tyyppisiä täytteitä ja kiintoprotetiikassa käytettyä kolmen yksikön siltaa. Perinteisen yhdistelmämuovista sekä kuituvahvisteisesta komposiitista (lyhytkuitu-, jatkuvakuitu- tai kangasrakenne) valmistettuja kerrosrakenteita testattiin in vitro kuormitusolosuhteissa. Ennen testausta, koekappaleita vanhennettiin simuloiduissa suun olosuhteissa.

Kuituvahvisteisten rakenteiden lyhytaikaisominaisuuksia testattiin muun muassa puristus- ja kolmipistetaivutustesteillä ISO 10477 standardin mukaisesti. Materiaalin pitkäaikaiskestävyyttä testattiin mm. väsytys- ja termosyklitesteillä. Kuituvahvisteisen yhdistelmämuovin lomittaispolymeeriverkostorakennetta (semi-IPN, interpenetrating polymer network) sekä polymeerimatriisin kovettumisastetta testattiin FTIR-menetelmällä. Materiaaleina olivat tavanomaiset paikkaushoidossa ja hammaslaboratorioissa käytetyt yhdistelmämuovit sekä kaupalliset ja kokeelliset kuitukomposiittimateriaalit.

Tulokset

Tutkimuksessa havaittiin, että perinteisen yhdistelmämuovin mekaanisia ominaisuuksia on mahdollista parantaa merkittävästi lisäämällä kuitukomposiittinen kerrosrakenne yhdistelmämuovipaikan alustäytteeksi. Hammaspaikan kuormituksen kantokyky kasvoi 626-1413 Newtonista jopa 2318 Newtoniin kerrosrakenteen ansiosta. Täytteen murtositkeys lisääntyi myös moninkertaiseksi kuitulujitteisen kerrosrakenteen ansiosta. Kuituvahvisteisen yhdistelmämuovin kliininen käyttökohde on suureen purentarasitukseen joutuvissa laajoissa hammaspaikoissa ja muissa korjaavan sekä proteettisen hammashoidon kohteissa.

Bilayered dental composite resin. Load bearing capacity of combination of fibrereinforced and particulate reinforced composite

The longevity of particulate filler composite resin (PFC) is uncertain in large restorations with high occlusal-stresses. The aim of this series of studies was to reinforce PFC with fibre reinforced composite (FRC) which was used as a substructure to evaluate the performance of material combination under in vitro loading conditions.

Various test specimen designs (cubic, onlay restoration, fixed partial denture and bur shaped) having FRC either as a substructure (short random, continuous bidirectional and unidirectional fibre orientations) with a surface layer of restorative PFC, or as short fibre fillers with a semi-IPN polymer matrix were prepared for this study. The test specimens were tested after different storage conditions (dry, water, thermocycling). A compression test under static load until fracture or cyclic load with maximum controlled regimen following a staircase approach with maximum 103 cycles was carried out using a steel ball. A three-point bending test was prepared according to ISO 10477. The degree of monomer conversion (DC%) of polymer matrix was determined by FTIR spectrometry.

It was found that by combining the FRC with PFC or using short fibre fillers with semi-IPN polymer matrix only to fabricate test specimens, the flexural strength and compressive load-bearing capacity (p<0.05) were higher than in control composite.

Alkuperäisjulkaisut:

I Garoushi S, Lassila LV, Tezvergil A, Vallittu PK. Load bearing capacity of fibre-reinforced and particulate filler composite resin combination. J Dent 2006; 34: 179-84.

II Garoushi S, Lassila LV, Tezvergil A, Vallittu PK. Static and fatigue compression test for particulate filler composite resin with fibre-reinforced composite substructure. Dent Mater - in press.

III Garoushi S, Lassila LV, Tezvergil A, Vallittu PK. Fibre-reinforced composite substructure: load bearing capacity of an onlay restoration and flexural properties of the material. J Contemp Dent Pract 2006, 7: 1-8.

IV Garoushi S, Lassila LV, Vallittu PK. Fibre-reinforced composite substructure: load bearing capacity of an onlay restoration. Acta Odontol Scand 2006, 64: 281-5.

V Garoushi S, Vallittu PK, Lassila LV. Short glass fibre reinforced restorative composite resin with semi-inter penetrating polymer network matrix. Dent Mater - in press.

VI Garoushi S, Vallittu PK, Lassila LV. Use of isotropic short fibre reinforced composite with semi-interpenetrating polymer network matrix in fixed partial dentures. J Dent - in press.