Evaluation of the coefficient of thermal expansion of human and bovine dentin by thermomechanical analysis

The mismatch of thermal expansion and contraction between restorative materials and tooth may cause stresses at their interface, which may lead to microleakage. The present work compared the coefficient of thermal expansion (CTE) with the thermomechanical behavior of human and bovine teeth and determined if the CTE is a suitable parameter to describe tooth behavior. Fifteen human third molar and 15 bovine incisor tooth slices (6×5×2 mm) were allocated to 3 groups according to the test environment: G1 - room condition, G2 - 100 percent humidity, G3 - desiccated and tested in dry condition. Each specimen was weighed, heated from 20 to 70ºC at 10ºC min−1 and reweighed. The CTE was measured between 20 and 50ºC. Fresh dentin (human -0.49 percent ± 0.27, bovine -0.22 percent ± 0.16) contracted on heating under dry condition. Under wet conditions, only human teeth (-0.05 percent ± 0.04) showed contraction (bovine 0.00 percent ± 0.03) accompanied by a significantly lower (p<0.05) weight loss than in dry specimens (human 0.35 percent ± 0.15, bovine 0.45 percent ± 0.20). The desiccated dentin expanded on heating without obvious weight changes (0.00 percent ± 0.00). The CTE found was, respectively, in dry, wet and dissected conditions in ºC-1: human (-66.03×10-6, -6.82×10-6, 5.52×10-6) and bovine (-33.71×10-6, 5.47×10-6, 4.31×10-6). According to its wet condition, the dentin showed different CTEs. The thermal expansion behavior of human and bovine dentin was similar. A simple evaluation of the thermal expansion behavior of tooth structure by its CTE value may not be appropriate as a meaningful consideration of the effects on the tooth-material interface.

A discrepância entre a expansão e a contração térmica dos materiais restauradores e o dente podem causar estresse na sua interface, podendo levar a uma microinfiltração. O presente trabalho determinou e comparou o coeficiente de expansão térmica (CET) com o comportamento termo mecânico dos dentes humanos e bovinos e determinou se o CET é um parâmetro adequado para descrever o comportamento dental. 15 fatias (6×5×2 mm) de terceiros molares humanos e 15 de incisivos bovinos foram divididos em 3 grupos de acordo com o ambiente testado: G1 - condição ambiente, G2 - 100 por cento de umidade, G3 - dissecado e testado em condição seca. Cada espécime foi pesado, aquecido de 20 a 70C a 10ºC min-1 e pesados novamente. O CET foi mensurado entre 20 e 50ºC. Dentina fresca (humana -0,49 por cento ± 0,27, bovina -0,22 por cento ± 0,16) contrai no aquecimento sobre condição seca. Em condição úmida, somente dente humano (-0,05 por cento ± 0,04) mostrou contração (bovina 0,00 por cento ± 0,03) acompanhado por uma significante (p<0.05) perda de massa que os espécimes secos. A dentina dissecada expande no aquecimento sem mudanças óbvias de peso (0,00 por cento ± 0,00). O CET encontrado foi, respectivamente, em condições seca, úmida e dissecada em ºC-1: humana (-66,03×10-6, -6,82×10-6, 5,52×10-6) e bovina (-33,71×10-6, 5,47×10-6, 4,31×10-6). De acordo com sua condição de umidade, a dentina mostrou diferentes CETs. O comportamento de expansão térmica de dentes humanos e bovinos é similar. Uma simples avaliação do coeficiente de expansão térmica da estrutura dental pelo seu valor de CET pode não ser apropriada para uma consideração significativa dos efeitos na interface dente-material restaurador.