ผลของความหนาต่อความสามารถในการรับแรงของการรวมกันระหว่างเรซินคอมโพสิตชนิดดั้งเดิมและคอมโพสิตเสริมแรงด้วยเส้นใยชนิดสั้น

The Effect of Thickness on Load-Bearing Capacity of Combined Conventional Resin Composite and Short Fiber-Reinforced Composite

Authors

  • กนกกาญจน์ ขอรัตน์ ภาควิชาทันตกรรมหัตถการ ทันตแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย 34 ถนนอังรีดูนังต์ แขวงวังใหม่ เขตปทุมวัน กรุงเทพฯ 10330
  • อนุชาติ ศรีจันบาล ศูนย์วิจัยและพัฒนาทันตวัสดุ คณะทันตแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย 34 ถนนอังรีดูนังต์ แขวงวังใหม่ เขตปทุมวัน กรุงเทพฯ 10330
  • ปุลิวรรณ กอวงษ์ ศูนย์วิจัยและพัฒนาทันตวัสดุ คณะทันตแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย 34 ถนนอังรีดูนังต์ แขวงวังใหม่ เขตปทุมวัน กรุงเทพฯ 10330
  • บุญฑริก นิยติวัฒน์ชาญชัย ภาควิชาทันตกรรมหัตถการ ทันตแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย 34 ถนนอังรีดูนังต์ แขวงวังใหม่ เขตปทุมวัน กรุงเทพฯ 10330

Keywords:

คอมโพสิตเสริมแรงด้วยเส้นใยชนิดสั้น, เรซินคอมโพสิต, วัสดุปิดทับเรซินคอมโพสิต, ความสามารถในการรับแรง, Short fiber-reinforced composite, Resin composite, Capping materials, Overlying resin composite, Load-bearing capacity

Abstract

วัตถุประสงค์: เพื่อศึกษาผลของความหนาของเรซินคอมโพสิตชนิดดั้งเดิมและคอมโพสิตเสริมแรงด้วยเส้นใยชนิดสั้นที่มีต่อความสามารถในการรับแรงของวัสดุ วัสดุอุปกรณ์และวิธีการ: เป็นการทดลองในห้องปฏิบัติการ ใช้ผลิตภัณฑ์ 2 ชนิด ได้แก่ เอเวอร์เอ็กซ์โฟลว (everX Flow, GC Corporation, Tokyo, Japan) ซึ่งเป็นคอมโพสิตเสริมแรงด้วยเส้นใยชนิดสั้นที่ใช้เป็นโครงสร้างฐาน (substructure) และ จีเนียล โพสทีเรียร์ (G-ænial Posterior, GC corporation, Tokyo, Japan) ซึ่งเป็นเรซินคอมโพสิตชนิดดั้งเดิมที่ใช้เป็นวัสดุปิดทับ ทดสอบในชิ้นงานจำนวน 40 ชิ้น เตรียมเป็นทรงสี่เหลี่ยมขนาด 5 x 5 x 4 มิลลิเมตร แบ่งเป็น 4 กลุ่ม ตามความหนาของวัสดุที่ใช้ปิดทับคือ ความหนา 1, 2, 3, และ 4 มิลลิเมตร ทำการวัดความสามารถในการรับแรง (load-bearing capacity) ด้วยเครื่องทดสอบแรงดึงแรงอัดที่มีหัวกดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 มิลลิเมตร กดตั้งฉากกับพื้นผิวชิ้นงานจนเกิดการแตกหัก แล้วตรวจดูการแตกหัก (fracture pattern) ในแต่ละชิ้นงานด้วยกล้องจุลทรรศน์สเตอริโอ นำข้อมูลที่ได้มาวิเคราะห์สถิติความแปรปรวนทางเดียว (One-way ANOVA) แล้วเปรียบเทียบค่าความแตกต่างระหว่างกลุ่มด้วยสถิติทดสอบหลังการวิเคราะห์ของทูกี (Tukey’s Post-hoc test) โดยกำหนดระดับนัยสำคัญที่ร้อยละ 95 ผลการศึกษา: ความหนาของเรซินคอมโพสิตชนิดดั้งเดิมและคอมโพสิตเสริมแรงด้วยเส้นใยชนิดสั้นมีผลต่อความสามารถในการรับแรงของวัสดุ โดยชิ้นงานในกลุ่มที่มีความหนาของวัสดุปิดทับ 1 มิลลิเมตร มีค่าความสามารถในการรับแรงสูงที่สุดเมื่อเทียบกับกลุ่มอื่นอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p < 0.05) โดยวัสดุกลุ่มนี้มีการแตกแบบทั้งก้อนน้อยที่สุด การแตกส่วนใหญ่เป็นการแตกแบบบางส่วนที่สามารถซ่อมแซมได้ สรุป: กลุ่มความหนาของวัสดุที่ใช้ในการปิดทับหนา 1 มิลลิเมตร มีความสามารถในการรับแรงสูงที่สุดเนื่องจากวัสดุส่วนที่เหลือจะเป็นส่วนของคอมโพสิตเสริมแรงด้วยเส้นใยชนิดสั้น ซึ่งวัสดุมีคุณสมบัติในการกระจายแรงกระจายความเครียดและหยุดรอยร้าวได้ดี Objective: To evaluate the effect of the thickness of conventional resin composite and short fiber-reinforced composite on load-bearing capacity. Materials and Methods: Two resin composites were used in this study. Short fiber-reinforced composite (everX Flow, GC corporation, Tokyo, Japan) was used as the substructure and conventional resin composite (G-ænial Posterior, GC corporation, Tokyo, Japan) was used as the overlying layer for a total of 40 specimens with 5 x 5 x 4 mm dimension cuboid shape. There were four experimental groups according to the thickness of the top layer which were 1, 2, 3, and 4 mm respectively. Loadbearing capacity of the specimens were determined by a universal testing machine with a 2-mm diameter crosshead. The crosshead was moved perpendicularly to the specimens until fractured. The fracture patterns were further investigated by using a stereomicroscope. The data were statistically analyzed with one-way ANOVA and Tukey’s Post-hoc test to determine the mean differences of the load-bearing capacity among the experimental groups. The significance level was indicated at 0.05. Results: The thickness of the conventional resin composite and short fiber-reinforced composite affected the load-bearing capacity of the restoration. The 1-mm group significantly had the highest load-bearing capacity compared with other groups (p < 0.05) and partial fractures in this group were mostly reparable. Conclusion: The covering conventional resin composite of 1-mm thickness had the highest load-bearing capacity. This could be explained by the increase in the remaining space for short fiberreinforced composite which contributes to force distribution, stress distribution and crack arrest.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biography

บุญฑริก นิยติวัฒน์ชาญชัย, ภาควิชาทันตกรรมหัตถการ ทันตแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย 34 ถนนอังรีดูนังต์ แขวงวังใหม่ เขตปทุมวัน กรุงเทพฯ 10330

Corresponding author

References

Ilie N, Hickel R. Resin composite restorative materials. Aust Dent J. 2011;56(Suppl 1):59-66.

Kumar A, tekriwal S, Rajkumar B, Gupta V, Rastogi R. A Review on Fibre Reinforced Composite Resins. Ann Prosthodont Restor Dent. 2016;2(1):11-6.

Garoushi S, Gargoum A, Vallittu PK, Lassila L. Short fiber-reinforced composite restorations: A review of the current literature. J Investig Clin Dent. 2018;9(3):e12330. doi: 10.1111/jicd.12330.

Rodolpho PADR, Donassollo TA, Cenci MS, Loguércio AD, Moraes RR, Bronkhorst EM, et al. 22-Year clinical evaluation of the performance of two posterior composites with different filler characteristics. Dent Mater. 2011;27(10):955-63.

Pallesen U, Qvist V. Composite resin fillings and inlays. An 11-year evaluation. Clin Oral Investig. 2003;7(2):71-9.

Butterworth C, Ellakwa AE, Shortall A. Fibre-reinforced composites in restorative dentistry. Dent Update. 2003;30(6):300-6.

Garoushi S, Mangoush E, Vallittu M, Lassila L. Short fiber reinforced composite: a new alternative for direct onlay restorations. Open Dent J. 2013;7:181-5.

GC corporation, everX Flow Comprehensive Guide Version 1.0 [Interner]. Leuven; 2020 [cited 2020 May 15]. Available from: https://www.gcamerica.com/products/operatory/everx_flow/everx_flow_ comprehensive_ technical_guide.pdf

GC corporation, everX Posterior Technical Manual [Interner]. Banksmeadow; 2019 [cited 2020 Feb 3]. Available from: http://www.gcaustralasia.com/Upload/product/pdf/32/GC0819-EverXPosterior-Brochure-FA4nc.pdfeverX Posterior Technical Manual. GC 2013.

Soares LM, Razaghy M, Magne P. Optimization of large MOD restorations: Composite resin inlays vs. short fiber-reinforced direct restorations. Dent Mater. 2018;34(4):587-97.

Garoushi SK, Hatem M, Lassila LVJ, Vallittu PK. The effect of short fiber composite base on microleakage and load-bearing capacity of posterior restorations. Acta Biomater Odontol Scand. 2015;1(1):6-12.

Lassila L, Sailynoja E, Prinssi R, Vallittu PK, Garoushi S. Bilayered composite restoration: the effect of layer thickness on fracture behavior. Biomater Investig Dent. 2020;7(1):80-5.

Omran TA, Garoushi S, Lassila L, Shinya A, Vallittu PK. Bonding interface affects the load-bearing capacity of bilayered composites.Dent Mater J. 2019;38(6):1002-11.

Garoushi S, Lassila LV, Tezvergil A, Vallittu PK. Load bearing capacity of fibrereinforced and particulate filler composite resin combination. J Dent. 2006;34(3):179-84.

Lassila L, Sailynoja E, Prinssi R, Vallittu PK, Garoushi S. Fracture behavior of Bi-structure fiber-reinforced composite restorations. J Mech Behav Biomed Mater. 2020;101:103444. doi: 10.1016/j.jmbbm.2019.103444.

Garoushi S, Lassila LV, Tezvergil A, Vallittu PK. Static and fatigue compression test for particulate filler composite resin with fiberreinforced composite substructure. Dent Mater. 2007;23(1):17-23.

Bijelic-Donova J, Keulemans F, Vallittu PK, Lassila LVJ. Direct bilayered biomimetic composite restoration: The effect of a cuspsupporting short fiber-reinforced base design on the chewing fracture resistance and failure mode of molars with or without endodontic treatment. J Mech Behav Biomed Mater. 2020;103:103554. doi: 10.1016/j.jmbbm.2019.103554.

Atalay C, Yazici AR, Horuztepe A, Nagas E, Ertan A, Ozgunaltay G. Fracture Resistance of Endodontically Treated Teeth Restored With Bulk Fill, Bulk Fill Flowable, Fiber-reinforced, and Conventional Resin Composite. Oper Dent. 2016;41(5):E131-40. doi: 10.2341/15-320-L.

Barreto BC, Van Ende A, Lise DP, Noritomi PY, Jaecques S, Sloten JV, et al. Short fibre-reinforced composite for extensive direct restorations: a laboratory and computational assessment. Clin Oral Investig. 2016;20(5):959-66.

GC corporation. G-ænial Anterior&Posterior Technical Manual [Internet]. Banksmeadow; 2019 [cited 2020 Aug 20]. Available from: https://cdn.gceurope.com/v1/PID/gaenial/manual/MAN_G-aenial_Anterior-Posterior_en.pdf.

Fonseca RB, de Paula MS, Favarao IN, Kasuya AV, de Almeida LN, Mendes GA, et al. Reinforcement of dental methacrylate with glass fiber after heated silane application. Biomed Res Int. 2014;2014:364398. doi: 10.1155/2014/364398.

Tiu J, Belli R, Lohbauer U. Thickness influence of veneering composites on fiberreinforced systems. Dent Mater. 2021;37(3):477-85.

Khan AS, Azam MT, Khan M, Mian SA, Ur Rehman I. An update on glass fiber dental restorative composites: a systematic review. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2015;47:26-39.

Bijelic-Donova J, Garoushi S, Vallittu PK, Lassila LV. Mechanical properties, fracture resistance, and fatigue limits of short fiber reinforced dental composite resin. J Prosthet Dent. 2016;115(1):95-102.

Garoushi S, Vallittu PK, Lassila L. Mechanical Properties and Wear of Five Commercial Fibre-Reinforced Filling Materials. Chin J Dent Res. 2017;20(3):137-43.

Kim KH, Okuno O. Microfracture behaviour of composite resins containing irregular-shaped fillers. J Oral Rehabil. 2002;29(12):1153-9.

Heintze SD, Ilie N, Hickel R, Reis A, Loguercio A, Rousson V. Laboratory mechanical parameters of composite resins and their relation to fractures and wear in clinical trials-A systematic review. Dent Mater. 2017;33(3):e101-14. doi: 10. 1016/j.dental.2016.11.013.

Lassila L, Sailynoja E, Prinssi R, Vallittu P, Garoushi S. Characterization of a new fiber-reinforced flowable composite. Odontology. 2019;107(3):342-52.

Petersen RC. Discontinuous fiberreinforced composites above critical length. J Dent Res. 2005;84(4):365-70.

Lassila L, Oksanen V, Frater M, Vallittu PK, Garoushi S. The influence of resin composite with high fiber aspect ratio on fracture resistance of severely damaged bovine incisors. Dent Mater J. 2020;39(3):381-8.

Dyer SR, Lassila LV, Jokinen M, Vallittu PK. Effect of fiber position and orientation on fracture load of fiber-reinforced composite. Dent Mater. 2004;20(10):947-55.

Tekce N, Aydemir S, Demirci M, Tuncer S, Sancak EI, Baydemir C. Clinical Performance of Direct Posterior Composite Restorations with and without Short Glass-fiber-reinforced Composite in Endodontically Treated Teeth: 3-year Results. J Adhes Dent. 2020;22(2):127-37.

Garoushi S, Sungur S, Boz Y, Ozkan P, Vallittu PK, Uctasli S, et al. Influence of shortfiber composite base on fracture behavior of direct and indirect restorations. Clin Oral Investig.2021;25(7):4543-52.

Bijelic-Donova J, Garoushi S, Lassila LV, Vallittu PK. Oxygen inhibition layer of composite resins: effects of layer thickness and surface layer treatment on the interlayer bond strength. Eur J Oral Sci. 2015;123(1):53-60.

Ahmadizenouz G, Esmaeili B, Taghvaei A, Jamali Z, Jafari T, Amiri Daneshvar F, et al. Effect of different surface treatments on the shear bond strength of nanofilled composite repairs. J Dent Res Dent Clin Dent Prospects.2016;10(1):9-16.

Sakaguchi R, Ferracane J, Powers J.Craig’s Restorative dental materials. 14thed. St. Louis: Elsevier; 2019.

Lassila L, Tuokko J, Suni A, Garoushi S, Vallittu PK. Effect of interfacial surface treatment on bond strength of particulate-filled composite to short fiber-reinforced composite. Biomater Investig Dent. 2022;9(1):33-40.

Tanner J, Tolvanen M, Garoushi S, Säilynoja E. Clinical evaluation of fiber-reinforced composite restorations in posterior teeth-results of 2.5 year follow-up. Open Dent J. 2018;12:476-85.

Ilie N, Hilton TJ, Heintze SD, Hickel R, Watts DC, Silikas N, et al. Academy of Dental Materials guidance-Resin composites: Part I-Mechanical properties. Dent Mater. 2017;33(8):880-94.

International Organization for Standardization. ISO 4049:2000. Dentistry – Polymerbased filling, restorative and luting materials. Geneva: ISO; 2000.

American Society of Testing and Materials. Designation: D695-15: Standart Test Method for Compressive Properties of Rigid Plastics. PA: ASTM; 2017.

Lassila L, Haapsaari A, Vallittu PK, Garoushi S. Fracture Resistance of Anterior Crowns Reinforced by Short-Fiber Composite. Polymers (Basel). 2022;14(9):1809. doi: 10.3390/polym14091809.

Rocca GT, Saratti CM, Cattani-Lorente M, Feilzer AJ, Scherrer S, Krejci I. The effect of a fiber reinforced cavity configuration on load bearing capacity and failure mode of endodontically treated molars restored with CAD/CAM resin composite overlay restorations. J Dent. 2015;43(9):1106-15.

Kawata T, Yoda N, Kawaguchi T, Kuriyagawa T, Sasaki K. Behaviours of threedimensional compressive and tensile forces exerted on a tooth during function. J Oral Rehabil.2007;34(4):259-66.

Downloads

Published

2024-02-22

How to Cite

1.
ขอรัตน์ ก, ศรีจันบาล อ, กอวงษ์ ป, นิยติวัฒน์ชาญชัย บ. ผลของความหนาต่อความสามารถในการรับแรงของการรวมกันระหว่างเรซินคอมโพสิตชนิดดั้งเดิมและคอมโพสิตเสริมแรงด้วยเส้นใยชนิดสั้น: The Effect of Thickness on Load-Bearing Capacity of Combined Conventional Resin Composite and Short Fiber-Reinforced Composite. SWU Dent J. [Internet]. 2024 Feb. 22 [cited 2024 May 28];17(1):57-73. Available from: https://ejournals.swu.ac.th/index.php/swudentj/article/view/15991

Issue

Section

บทวิทยาการ (Original articles)