Degree of Conversion and Mechanical Properties of a Commercial Composite with an Advanced Polymerization System / Avaliação do grau de conversão e das propriedades mecânicas de um compósito comercial com sistema avançado de polimerização

ABSTRACT Advanced Polymerization System (APS) technology in a commercial composite resin enables reduction of the concentration of camphorquinone without altering composite physicochemical properties. Aim: The aim of this study was to evaluate the degree of conversion and mechanical properties of a commercial composite with an advanced polymerization system (APS) and compare it to other composites that do not use this system. Materials and Method: Five groups were analyzed. Group 1 (VT: Vittra APS - FGM); G2 (AU: Aura - SDI); G3 (ES: Quick Sigma Stelite - TOKOYAMA); G4 (FZ: Filtek Z350 XT - 3M ESPE); G5 (OP: Opallis -FGM). Degree of conversion (DC, n=3) was analyzed immediately and after 24h by analysis with FTIR spectroscopy. For Knoop hardness (KHN, n=3), 5 indentations were made at the top and bottom of specimens 2 mm thick. Flexural strength (FS, n=10) was determined by the three-point method in a universal testing machine. Polymerization stress (PS) was determined by light-curing the material (1.0 mm high) between polymethylmethacrylate rods in a universal testing machine. Light curing was performed with a Valo Cordless LED (1,000 mW/cm2 x 20 s: 20J). The results were analyzed using ANOVA and complemented by Tukey's test (α=0.05). Results: The highest DC values (immediate and 24h after) were observed for VT and OP resins, followed by FZ, AU and ES. FZ (top and bottom) had the highest KHN values, similar to VT top. AU, ES, OP and VT had statistically different KHN between their top and bottom surfaces. The highest RF values were observed for FZ, followed by OP/VT, ES and AU. The highest TP values were observed for FZ, OP and VT. Conclusion: The Vittra APS resin with a new polymerization system presents satisfactory performance for the parameters evaluated.

RESUMO A tecnologia Advanced Polymerization System (APS) presente em uma resina composta comercial permite reduzir a concentração de canforoquinona sem alterar as propriedades físico-químicas do compósito. Objetivo: o objetivo deste estudo foi avaliar o grau de conversão e as propriedades mecânicas de um compósito comercial com sistema avançado de polimerização (SAP) e comparálo com outros compósitos que não utilizam esse sistema. Materiais e Método: cinco grupos foram analisados. Grupo 1 (VT: Vittra APS - FGM); G2 (AU: Aura - SDI); G3 (ES: Quick Sigma Stelite - TOKOYAMA); G4 (FZ: Filtek Z350 XT - 3M ESPE); G5 (OP: Opallis -FGM). O grau de conversão (GC, n=3) foi analisado imediatamente e após 24h através da análise com espectroscopia FTIR; para dureza Knoop (DK, n=3), foram feitas 5 indentações no topo e na base de corpos de prova de 2 mm de espessura; para determinar a resistência à flexão (RF, n=10), o método de três pontos foi realizado em uma máquina universal de ensaios; a tensão de polimerização (TP) foi determinada pela fotopolimerização do material (1,0 mm de altura) entre hastes de polimetilmetacrilato em uma máquina de teste universal. A fotopolimerização foi realizada com um Valo Cordless LED (1.000 mW/cm2 x 20 s: 20J). Os resultados foram analisados por ANOVA e complementados pelo teste de Tukey (α=0,05). Resultados: os maiores valores de GC (imediato e 24h após) foram observados para as resinas VT e OP, seguidas de FZ, AU e ES. A resina FZ (superior e inferior) apresentou os maiores valores de DK, semelhante ao VT superior. As resinas AU, ES, OP e VT apresentaram DK estatisticamente diferente entre suas superfícies de topo e base. Os maiores valores de RF foram observados para FZ, seguido de OP/VT, ES e AU. Os maiores valores de TP foram observados para FZ, OP e VT. Conclusão: com base nos resultados, pode-se concluir que a resina Vittra APS com um novo sistema de polimerização apresenta desempenho satisfatório para os parâmetros avaliados.

Light transmittance and depth of cure of a bulk fill composite based on the exposure reciprocity law

Abstract The objective of this study was to evaluate the effect of the exposure reciprocity law of a multi-wave light-emitting diode (LED) on the light transmittance (LT), depth of cure (DOC) and degree of conversion in-depth (DC) of a bulk fill composite. A bulk fill composite (EvoCeram® bulk fill, Ivoclar Vivadent) was photoactivated using the multi-wave LED (VALO™ Cordless, Ultradent). The LED was previously characterized using a spectrophotometer to standardize the time of exposure when using the Standard or Xtra-Power modes with the same radiant exposure of 20J/cm2. LT was evaluated through samples of the bulk fill composite every millimeter till 4 mm in-depth. DOC was evaluated according to the ISO 4049. DC of the central longitudinal cross-section from each sample of the DOC test was mapped using FT-NIR microscopy. Data were statistically analyzed according to the experimental design (α=0.05; ß=0.2). The radiant exposure in the violet wavelength range for Standard and Xtra-Power was 4.5 and 5.0 J/cm2, respectively; for the blue wavelength range the radiant exposure for Standard and Xtra-Power was 15.5 and 15.0 J/cm2, respectively. There was no statistical difference in the DOC using Standard or Xtra-Power light-curing modes, but the DOC was lower than the claimed by the manufacturer (4 mm). The DC was not significantly affected by the light-curing mode up to 4 mm in depth (p>0.05). According to exposure reciprocity law, the reduction in exposure time using the same radiant exposure did not affect the depth of cure of the bulk fill composite.

Resumo O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da lei de reciprocidade de um diodo emissor de luz (LED) multi-wave na transmitância de luz (LT), profundidade de cura (DOC) e grau de conversão em profundidade (DC) de um compósito bulk fill. Material e Métodos: Um compósito bulk fill (EvoCeram®, Ivoclar Vivadent) foi fotoativado utilizando um LED multi-wave (VALO ™ Cordless, Ultradent). O LED foi previamente caracterizado usando um espectrofotômetro para padronizar o tempo de exposição utilizando os modos Standard ou Xtra-Power com a mesma dose de energia de 20 J/cm 2. A LT foi avaliada através de amostras do compósito bulk fill a cada milímetro até 4 mm de profundidade. O DOC foi avaliado de acordo com a ISO 4049. O DC foi realizado em forma de mapeamento da seção transversal longitudinal central de cada amostra do teste de DOC utilizando microscopia FT-NIR. Os dados foram analisados estatisticamente de acordo com o delineamento experimental (α=0,05; ß=0,2). A exposição radiante na faixa de comprimento de onda violeta para os modos Standard e Xtra-Power foi de 4,5 e 5,0 J/cm2, respectivamente; e para a faixa de comprimento de onda azul, a exposição radiante para os modos Standard e Xtra-Power foi de 15,5 e 15,0 J/cm2, respectivamente. Não houve diferença estatística no DOC utilizando os modos de fotopolimerização Standard ou Xtra-Power, mas o DOC foi menor do que o reivindicado pelo fabricante (4 mm). O DC não foi afetado significativamente pelo modo de fotopolimerização até 4 mm de profundidade (p>0,05). De acordo com a lei de reciprocidade da exposição, a redução no tempo de exposição utilizando a mesma exposição radiante não afetou a profundidade de cura do compósito bulk fill.

Influence of Different Concentration and Ratio of a Photoinitiator System on the Properties of Experimental Resin Composites

Abstract The aim in this study was to evaluate the influence of different ratio of camphorquinone/tertiary amine concentration on the flexural strength (FS), elastic modulus (EM), degree of conversion (DC), yellowing (YL), water sorption (WS) and water solubility (WSL) of experimental composites. Thus, acrylate blends were prepared with different camphorquinone (CQ) and amine (DABE) concentrations and ratios by weight: (CQ/DABE%): 0.4/0.4% (C1), 0.4/0.8% (C2), 0.6/0.6% (C3), 0.6/1.2% (C4), 0.8/0.8% (C5), 0.8/1.6% (C6), 1.0/1.0% (C7), 1.0/2.0% (C8), 1.5/1.5% (C9), 1.5/3.0% (C10). For the FS and EM, rectangular specimens (7x2x1 mm, n=10) were photo-activated by single-peak LED for 20 s and tested at Instron (0.5 mm/min). Then, the same specimens were evaluated by FTIR for DC measurement. For YL, disks (5x2 mm, n=10) were prepared, light-cured for 20 s and evaluated in spectrophotometer using the b aspect of the CIEL*a*b* system. For WS and WSL, the volume of the samples was calculated (mm³). For WS and WSL, composites disks (5x0.5 mm, n=5) were prepared. After desiccation, the specimens were stored in distilled water for 7 days and again desiccated, in order to measure the WS and WSL. Data were submitted to one-way ANOVA and Tukey's test (5%). The groups C8, C9 and C10 showed higher DC, EM and YL means, compared to other composites. Therefore, the FS and WS values were similar among all groups. Also, C1, C2 and C3 presented higher WSL in 7 days, compared to other composites. In general, higher concentrations of camphorquinone promoted higher physical-mechanical properties; however, inducing higher yellowing effect for the experimental composites

Resumo O objetivo foi avaliar a influência da concentração e proporção de canforoquinona (CQ)/amina terciária (DABE) na resistência à flexão (RF), módulo flexural (MF), grau de conversão (GC), amarelamento (AM), sorpção (SA) e solubilidade em água (SL) de compósitos experimentais. Blendas acrilatas foram preparadas com diferentes concentrações e proporções de CQ/DABE em peso, como segue: (CQ/DABE%): 0,4/0,4% (C1); 0,4/0,8% (C2); 0,6/0,6% (C3); 0,6/1,2% (C4); 0,8/0,8% (C5); 0,8/1,6% (C6); 1,0/1,0% (C7); 1,0/2,0% (C8); 1,5/1,5% (C9); 1,5/3,0% (C10). Para RF e MF, espécimes retangulares (7x2x1 mm, n=10) foram fotoativados com LED de pico único (Radii Cal) por 20 s e testados em máquina Instron (0,5 mm/min). Após, o GC dos mesmos espécimes (fragmentos) foi mensurado por FTIR. Para AM, discos de compósito (5x2 mm, n=10) foram preparados, fotoativados por 20 s e imediatamente avaliados em espectrofotômetro, considerando o aspecto b do sistema CIEL*a*b*. Para SA e SL, discos de compósito (5x0,5 mm, n=5) foram preparados e seus volumes calculados (mm³). Após desidratação, as amostras foram pesadas e armazenadas em água destilada por 7 dias, pesadas e novamente desidratadas e pesadas, para se calcular o SA e SL. Os dados foram submetidos a one-way ANOVA e teste de Tukey (5%). Os grupos C8, C9 e C10 mostraram maior GC, MF e AM, comparado aos outros grupos. No entanto, RF e SA foram similares entre todos os grupos. Ainda, C1, C2 e C3 apresentaram maior SL em 7 dias comparado aos outros grupos. Em geral, maiores concentrações de CQ promoveram melhores propriedades físico-mecânicas; no entanto, levaram ao maior amarelamento dos compósitos.

Effect of the difference in spectral outputs of the single and dual-peak LEDs on the microhardness and the color stability of resin composites / 대한치과보존학회지

OBJECTIVES: To determine the effect of the spectral output of single and dual-peak light emitting diode (LED) curing lights on the microhardness and color stability of commercial resin composites formulated with camphorquinone and alternative photoinitiators in combination. MATERIALS AND METHODS: Three light-polymerized resin composites (Z100 (3M ESPE), Tetric Ceram (Ivoclar Vivadent) and Aelite LS Posterior (Bisco)) with different photoinitiator systems were used. The resin composites were packed into a Teflon mold (8 mm diameter and 2 mm thickness) on a cover glass. After packing the composites, they were light cured with single-peak and dual-peak LEDs. The Knoop microhardness (KHN) and color difference (DeltaE) for 30 days were measured. The data was analyzed statistically using a student's t-test (p < 0.05). RESULTS: All resin composites showed improved microhardness when a third-generation dual-peak LED light was used. The color stability was also higher for all resin composites with dual-peak LEDs. However, there was a significant difference only for Aelite LS Posterior. CONCLUSIONS: The dual-peak LEDs have a beneficial effect on the microhardness and color stability of resin composites formulated with a combination of camphorquinone and alternative photoinitiators.