In Vitro Fatigue Resistance of Teeth Restored With Bulk Fill versus Conventional Composite Resin

ABSTRACT

Abstract The aim of this study was to compare the fatigue resistance of restored teeth with bulk fill composite resin, conventional composite resin with incremental insertion and unprepared sound teeth. Twenty-eight extracted maxillary premolars were selected and divided into 4 groups based on composite resin and insertion technique: control (C), conventional composite resin with incremental insertion (I) and bulk fill composite resin with three (BF3) or single increment (BF1). The restored specimens were submitted to fatigue resistance test with a 5 Hz frequency. An initial application of 5,000 sinusoidal load cycles with a minimum force of 50 N and a maximum force of 200 N was used. Next, were applied stages of 30,000 load cycles with the maximum force increasing gradually: 400, 600, 800, 1000, 1200 and 1400 N. The test was concluded when 185,000 load cycles were achieved or the specimen failed. The fatigue resistance data were recorded for comparison, using the Kaplan-Meier survival curve and analyzed by log-rank test at 0.05 significance. Fractures were classified based on the position of the failure - above or below the cementoenamel junction (CEJ). Statistical analysis of the Kaplan-Meier survival curve and log-rank test showed a significant difference between groups (p=0.001). The fracture analysis demonstrated that only 28.58% of failures were below the CEJ in group C, while for groups I, BF1 and BF3 they were 42.85%, 85.71% and 85.71%, respectively. Teeth restored with composite bulk fill in both techniques present similar fatigue resistance values compared with those restored with a conventional incremental insertion of composite, while the fatigue strength values of unprepared sound teeth were higher. Furthermore, unprepared sound teeth showed a lower percentage of fractures below the CEJ.

RESUMO

Resumo O objetivo deste estudo foi comparar a resistência à fadiga de dentes restaurados com uma resina composta bulk fill, resina composta convencional de inserção incremental e dentes hígidos sem preparo. Vinte e oito pré-molares maxilares extraídos foram selecionados e divididos em quatro grupos conforme a resina composta e técnica de inserção: controle (C), resina composta convencional com inserção incremental (I) e resina composta bulk fill inserida em três (BF3) ou único incremento (BF1). O preparo das cavidades foi padronizado para todos os grupos. As amostras foram restauradas e submetidas ao testes de resistência à fadiga com uma frequência de 5 Hz. Foram aplicados 5.000 ciclos de carregamento senoidal inicial com valor de força mínima igual a 50 N e força máxima de 200 N. Após, foram aplicados estágios de 30.000 ciclos de carga com a força máxima sendo aumentada gradativamente a cada estágio, para 400, 600, 800, 1000, 1200 e 1400 N. O ensaio foi finalizado ao ser alcançado 185.000 ciclos de carga (número máximo de ciclos de carga), ou na fratura da amostra. A resistência à fadiga foi registrada para comparação usando a curva de sobrevivência de Kaplan-Meier e analisada pelo teste log-rank a um nível de significância de 0.05. As fraturas foram classificadas conforme a posição da falha - acima ou abaixo da junção cemento esmalte (JCE). A análise estatística da curva de sobrevivência de Kaplan-Meier pelo teste log-rank demonstrou diferença significativa entre os grupos (p=0.001). Na análise de fratura somente 28.58% das falhas foram abaixo da JCE para o grupo C, enquanto para os grupos I, BF1 e BF3 foram 42.85%, 85.71% e 85.71%, respectivamente. Os dentes restaurados com a resina composta bulk fill em ambas as técnicas de inserção apresentaram valores de resistência à fadiga similares àqueles dos dentes restaurados com a resina composta convencional pela técnica incremental. Entretanto, dentes hígidos mostraram uma menor porcentagem de fraturas abaixo da JCE e maior resistência à fadiga.