Kuitulujitteinen muovi juurikanava-ankkuroinnissa

Tutkimuksen taustaa

Metallinastojen aiheuttamien juurimurtumien, biologisten ja ulkonäkösyiden vuoksi on 1980-luvun lopulla tuli käyttöön mm. keraamiset ja kuitukomposiittinastat. Tehdasvalmisteisilla kuitunastoilla on monia etuja verrattuna metallinastoihin, kuten alhaisempi taivutusjäykkyys, alentunut juurimurtumariski, nastapilarin valmistamisen helppous ja pilarin väri, joka muistuttaa dentiinin väriä.

Kuitukomposiitti-juurikanavanastoilla on myös puutteita. Niiden matriisimuovi on ristisilloitettu ja pitkälle kovetettu, mikä vaikeuttaa niiden sidostamista yhdistelmämuovisementtiin ja pilarimuoveihin. Pyöreä poikkileikkausmuoto vaatii etenkin juuren kärjessä runsasta hammaskudoksen poistamista. Tehdasvalmisteiset kuitunastat eivät mukaile juurikanavan muotoa. Tämä johtaa juurikanavan koronaaliosassa alhaiseen lujitekuitumäärään, josta seuraa purentakuormituksen kohdistuminen pilarimuovin ja dentiinin adhesiiviseen rajapintaan.

Tutkimuksen tarkoitus

Väitöskirjatyön tavoitteena oli selvittää mahdollisuutta käyttää yksilöllisesti muotoiltua kuitukomposiittimateriaalia juurikanava-ankkuroinnissa «»1. Lisäksi pyrittiin selvittämään yksilöllisesti muotoillun kuitulujitteisen komposiitti-materiaalin mekaanisia ominaisuuksia, valon johtumista ja kovettumisastetta simuloidussa juurikanavamallissa, sidosominaisuuksia muoviin ja hammaskudokseen sekä kuormituslujuutta ja murtumatapaa hammas-nasta-kruunu -mallissa.

Tutkimuksen toteutus

Kokeellisessa tutkimussarjassa yksilöllisesti muotoillun kuitukomposiittinastan taivutusominaisuuksia tutkittiin ja verrattiin tehdasvalmisteisiin nastoihin. Yksilöllisesti muotoillun kuitukomposiittinastan kovettumisaste eri syvyyksissä tutkittiin IR-spektrofotometrialla ja mikrokovuusmittauksella ja kovettumisastetta verrattiin resiiniin ilman kuituja. Materiaalin sidosominaisuuksia muovisementtiin ja dentiiniin tutkittiin pull-out- ja push-out-testeillä, ja analysoitiin pyyhkäisyelektronimikroskoopilla. Vertailumateriaalina käytettiin tehdasvalmisteisia kuitukomposiitti- ja metallinastoja. Materiaalin kuormituslujuutta ja venymää tutkittiin käyttämällä eri nastoilla restauroituja inkisiivejä.

Tulokset

Yksilöllisesti kovetetulla ja muotoilulla, kuitulujitteesta valmistetulla nastalla oli paremmat taivutusominaisuudet kuin tehdasvalmisteisilla kuitunastoilla. Lisäksi niillä oli sama tai parempi kovettumisaste eri syvyyksissä kuin resiinillä ilman kuituja. Lomittaisverkostorakenne- (semi-IPN) polymeerimatriisin omaava yksilöllisesti muotoiltu kuitunasta sidostui paremmin muovisementtiin kuin tehdasvalmisteiset kuitunastat, joissa oli ristisilloitettu matriisi.

Yksilöllisesti muotoillun kuitunastan sidos nastan ja muovisementin välillä oli kestävä, toisin kuin muilla nastoilla. Kuormituslujuus- ja venymämittauksissa ei ollut tilastollisesti merkitseviä eroja eri materiaalien välillä. Onttorakenteisilla, yksilöllisesti muotoilluilla nastoilla restauroiduissa inkisiiveissä oli hampaan korjaamisen kannalta vähemmän vaikeita murtumia kuin muilla nastatyypeillä restauroiduissa inkisiiveissä.

Fibre-reinforced composites as root canal posts

Fibre-reinforced composite (FRC) root canal posts are suggested to have biomechanical benefits over traditional metallic posts, but they lack good adhesion to resin composites. The aim of this series of studies was to evaluate the adhesion of individually formed fibre-reinforced composite material to composite resin and dentin, as well as some mechanical properties.

Flexural properties were evaluated and compared between individually formed FRC post material and different prefabricated posts. The depth of polymerization of the individually formed FRC post material was evaluated with IR spectrophotometry and microhardness, and compared to that of resin without fibres. Bonding properties of the individually formed FRC post to resin cements and dentin were tested using Pull-out- and Push-out-force tests, evaluated with scanning electron microscopy, and compared to those of prefabricated FRC and metal posts. Load-bearing capacity and microstrain were evaluated and failure mode assessment was made on incisors restored with individually formed FRC posts of different structures and prefabricated posts.

The individually polymerized and formed FRC post material had higher flexural properties compared to the commercial prefabricated FRC posts. The individually formed FRC post material with a semi-interpenetrating polymer network (IPN) polymer matrix bonded better to composite resin luting cement, than did the prefabricated posts with a cross-linked polymer matrix. There were no adhesive failures between the individually formed FRC posts and composite resin luting cement. The incisors restored with individually formed FRC posts with a hollow structure showed more favourable failures compared to other prefabricated posts.

Individually formed FRC material with semi-IPN polymer matrix can be used as root canal post material. The bonding properties to composite resin and dentin with this material are better compared to prefabricated FRC post material with a cross-linked matrix. Clinically more repairable failures were found with this material compared to those of prefabricated posts.

Osajulkaisut

I Lassila LVJ, Tanner J, Le Bell A-M, Narva K, Vallittu PK. Flexural properties of fiber reinforced root canal posts. Dent Mater 2004; 20: 29-36.

II Le Bell A-M, Tanner J, Lassila LVJ, Kangasniemi I, Vallittu PK. Depth of light-initiated polymerization of glass fiber-reinforced composite in a simulated root canal. Int J Prosthodont 2003; 16: 403-8.

III Le Bell A-M, Tanner J, Lassila LVJ, Kangasniemi I, Vallittu PK. Bonding of composite resin luting cement to fiber-reinforced composite root canal posts. J Adhes Dent 2004; 6: 319-25.

IV Le Bell A-M, Lassila LVJ, Kangasniemi I, Vallittu PK. Bonding of fibre-reinforced composite post to root canal dentin. J Dent 2005; 33: 533-9.

V Le Bell-Rönnlöf A-M, Lassila LVJ, Kangasniemi I, Vallittu PK. Load-bearing capacity of human incisor restored with individually formed fibre post. Eur J Oral Sci 2007, submitted.

Kuva 1. Yksilöllisesti muotoiltu kuitukomposiittinasta a) mukailee juurikanavan muotoa, säästää hammaskudosta ja jakaa taivutusjännitykset juureen tasaisemmin ja b) antaa mahdollisuuden muotoilla nastaa tarpeen mukaan.

Lämmin kiitos väitöskirjatyötä taloudellisesti tukeneille: Suomen Hammaslääkäriseura Apollonia, Odontologiska Samfundet i Finland, Turun Yliopistosäätiö, Turun Hammaslääkäriseura ja TEKES.