Pre-Heating effect on the microhardness and depth of cure of Bulk-Fill composite resins / Efecto del precalentamiento de las resinas compuestas Bulk-Fill en la microdureza y la profundidad de curado

Abstract The aim of this study was to investigate the effect of preheating three bulk-fill and one conventional composite resin on the Vickers microhardness and depth of cure of these composites. In this study, three bulk-fill composites- SDR Plus (SDR), Estelite BULK FILL Flow (EST), Admira® Fusion x-tra (AFX), and one conventional composite resin G-ænial POSTERIOR (GP) were used as the control group. The samples were obtained at room temperature (24°C) and at 55°C in T2 mode after being placed in a heating device for 10 minutes. The samples were divided into eight groups (n=10) according to the type of material and heating process that was utilized (preheated and nonheated). All samples were tested with a Vickers microhardness (VHN) tester on the bottom and top surfaces. The first measurements were obtained at baseline; the second set of measurements was performed after the samples were stored in distilled water at 37°C for 24 hours. The depth of cure was calculated using a bottom/top hardness ratio of measurements. Statistical analysis was performed utilizing the SPSS V23 and Shapiro-Wilk tests. Lastly, the Duncan test was used for multiple comparisons (p<0.05). While the VHN increased after the preheating procedure in bulk-fill composites, it decreased in GP. There was no difference between the baseline and the 24-hour VHN values in SDR and GP. After 24 hours, while the VHN of EST increased, the VHN of AFX decreased. There was no difference between the hardness ratios of the AFX and EST samples (p<0.001) and hardness ratios were greater than GP and SDR. When comparing the baseline and the 24- hour values, the VHN depended on the type of materials. Sufficient curing depth was obtained in all groups with a thickness of 2mm.

Resumen El objetivo fue investigar el efecto del precalentamiento de tres resinas Bulk-fill, una resina compuesta convencional sobre la microdureza Vickers y la profundidad de curado de estas resinas. Se utilizaron tres composites Bulk-Fill-SDR Plus (SDR), Estelite BULK FILL Flow (EST), Admira® Fusion x-tra (AFX), y una resina compuesta convencional G-ænial POSTERIOR (GP) como grupo de control. Las muestras se obtuvieron a temperatura ambiente (24°C) y a 55°C en modo T2 después de haber sido colocadas en un dispositivo de calentamiento durante 10 minutos. Se dividieron en ocho grupos (n=10) según el tipo de material y el proceso de calentamiento que se utilizó (precalentado y no calentado). Se probaron con un medidor de microdureza Vickers (VHN) en las superficies inferior y superior. Las primeras mediciones se obtuvieron en la línea de base; la segunda se realizó después de que las muestras se almacenaran en agua destilada a 37°C durante 24 horas. La profundidad de curado se calculó utilizando una relación de dureza inferior/ superior de las mediciones. El análisis estadístico se realizó utilizando el SPSS V23 y las pruebas de Shapiro-Wilk. Por último, se utilizó la prueba de Duncan para las comparaciones múltiples (p<0,05). VHN aumentó tras el procedimiento de precalentamiento en las resina Bulk-Fill, disminuyó en los GP. No hubo diferencias entre los valores de VHN de referencia y de 24 horas en SDR y GP. Después de 24 horas, mientras que el VHN de EST aumentó, el VHN de AFX disminuyó. No hubo diferencias entre los ratios de dureza de las muestras de AFX y EST (p<0,001) y los ratios de dureza fueron mayores que los de GP y SDR. Al comparar los valores de referencia y los de 24 horas, el VHN dependió del tipo de materiales. Se obtuvo una profundidad de curado suficiente en todos los grupos con un grosor de 2mm.

Fotopolimerización de resinas compuestas a través de diversos espesores de tejido dental / Light-polymerization of composite resins through different thicknesses of dental tissue

Objetivos: Determinar el espesor de tejido dental a través del cual se presente la fotopolimerización de la resina Prime Dent® con mínimo encogimiento y profundidad de curado adecuada. Método: Se obtuvieron 80 láminas de molares de 1, 2, 3 y 4 mm de espesor (20 por grupo). Se midió la contracción y se calculó el encogimiento de la resina polimerizando (Visilux 2, 3 M) a través de cada lámina (60 s, 400 mW/cm2). Se utilizó la técnica de bonded-disc. Se realizaron pruebas de profundidad de curado, midiendo el espesor de resina polimerizada de acuerdo con la especificación No. 27 ADA. Un grupo control sin tejido dental fue preparado para ambas propiedades. Los datos fueron analizados usando ANOVA con prueba de Tukey (p < 0.001). Resultados: Profundidad de curado: a medida que aumentó el espesor, ésta disminuyó, existiendo diferencia estadísticamente significativa en todos los grupos. El espesor que mostró menor encogimiento, cumpliendo con una profundidad de curado adecuada (ADA marca como valor mínimo, 1 mm) fue de 3 mm. Encogimiento: a medida que aumentó el espesor, éste disminuyó, no existiendo diferencia estadísticamente significativa entre los grupos de 2 y 3 mm. Conclusiones: De acuerdo con los resultados, es posible polimerizar a través de un espesor de 3 mm, por lo que no se recomienda polimerizar a través de un espesor de 4 mm. Es necesario obtener más propiedades mecánicas utilizando diferentes espesores de tejido dental.

Objectives: To determine the thickness of dental tissue through which Prime Dent Resin® might exhibit light-polymerization with minimum shrinkage and suitable curing depth. Method: 80 laminae measuring 1, 2, 3 and 4 mm thickness were obtained from molars (20 laminae per group). Contraction was measured and resin shrinkage was calculated by polymerization (Visilux 2, 3 M) though each lamina (60 s, 400 mW/cm2). Bonded-disk technique was used. Depth of curing tests were undertaken by measuring the thickness of polymerized resin according to ADA's specification number 27. A control group without dental tissue was prepared for both properties. Data were analyzed using ANOVA with Tukey test (p < 0.001). Results: Curing depth: curing depth decreased as thickness increased. All groups revealed statistically significant differences. The thickness that exhibited lesser shrinkage nonetheless meeting with suitable curing depth (ADA establishes minimum value of 1 mm) was the 3 mm group. Shrinkage: as thickness increased, shrinkage decreased; no statistically significant difference was reported for groups 2 and 3 mm. Conclusions: According to obtained results, it is possible to polymerize through a 3 mm thickness, therefore polymerization is not recommended through a 4 mm depth. It will be necessary to obtain further mechanical properties using different thicknesses of dental tissue.

Profundidad de curado de selladores de fosetas y fisuras utilizando luz emitida por diodos (LED) a diferentes distancias / Curing depth of pit and fissure sealants with use of light emitting diode (LED) at different distances

La colocación de selladores de fosetas y fisuras es un procedimiento seguro, efectivo y económico en la prevención de caries. Actualmente los clínicos prefieren lámparas de LED. Frecuentemente en odontopediatría se tienen complicaciones como falta de cooperación del paciente y tamaño reducido de la apertura bucal. Esto podría resultar en el aumento de la distancia entre la fuente de luz y el sellador. Objetivo: El propósito de este estudio fue determinar si aumentar la distancia entre la fuente de luz y el sellador de fosetas y fisuras afecta su profundidad de curado. Material y métodos: Se fotocuraron 90 muestras de sellador de fosetas y fisuras (Helioseal F®), durante 20 segundos con lámpara LED Bluephase C5 (Ivoclar Vivadent®), 30 con la fuente de luz a 0 mm de distancia, 30 a 5 mm y 30 a 10 mm. Se eliminó con una espátula para resinas (Suter Dental®) el material no polimerizado. La muestra se midió con un Vernier electrónico en mm y el valor obtenido se dividió entre dos (Norma 27 ADA). Los resultados fueron evaluados con las pruebas ANOVA y Tukey. Resultados: El grupo a 0 mm tuvo una profundidad de curado de 2.01 mm (DE 0.11) y el grupo a 10 mm fue el que menor profundidad de curado presentó con 1.62 mm (DE 0.08). Se encontraron diferencias estadísticamente significativas en los valores promedio al comparar los tres grupos (p < 0.05). Conclusión: Alejar la fuente de luz de los selladores afecta su profundidad de curado.

In the process of caries prevention, placement of pit and fissure sealants is a low-priced, effective and safe procedure. Presently, clinical operators prefer LED lamps. In pediatric dentistry, certain complications might arise such as lack of patient cooperation and small oral opening. This could result in increase of distance between light source and sealant. Objective: The purpose of the present study was to determine whether increase of distance between light source and pit and fissure sealant affected curing depth. Material and methods: 90 samples of pit and fissure sealant Helioseal F® were light-cured for 20 seconds with a Bluephase C5 LED lamp (Ivoclar Vivadent®), 30 seconds with the light source at a distance of 0 mm, 30 seconds at 5 mm and 30 seconds at 10 mm. Non-polymerized material was removed with a spatula for resin (Suter Dental®). The sample was measured in mm with an electronic Vernier caliper; obtained value was divided into two (ADA's Norm 27). Results were assessed with ANOVA and Tukey tests. Results: The group treated at 0 mm exhibited curing depth of 2.01 mm (SD 0.11). The group treated at 10 mm, with 1.62 mm (SD 0.08) showed the least amount of curing depth. Statistically significant differences were found in average values when comparing the three groups (p < 0.05). Conclusion: Distancing light source from sealants affects their curing depth.

Estudio comparativo de la microdureza de composites en relación a la fuente de luz, profundidad de polimerización y tiempo / Comparative study of microhardness of composites in relation to the light source, depth of cure and time

Evaluar la microdureza de las resinas Charisma (microhíbrida) y Z100 (híbrida) en relación a la profundidad de polimerización (8, 6, 4, 2 mm e 0 mm-superficial), la fuente de luz (Diodo emisión de luz-LED y Luz halógena de cuarzo-tungsteno-QTH) y los tiempos de análisis (inmediato, 24 h y 1 mes). Fueron testadas resinas Charisma (Kulzer) y Z100 (3M/ESPE). Para la realización del ensayo de microdureza fueron confeccionados 07 cuerpos de prueba de 8x2x4mm en matriz de carbono, con incrementos de 1mm cada y fotopolimerizados con los aparatos Optilux (Dabi Atlante) y LED (MMOptic). Los cuerpos de prueba fueron sometidos a los ensayos de dureza Vickers; inmediato, 24 horas y 1 mes después de la confección, almacenados en agua destilada y estufa a 37 1ºC. El análisis de microdureza fue realizada por medio del microdurómetro Shimadzu HMV-2000, con 5s de indentación y 500g de peso. La dureza fue evaluada en diferentes profundidades (superficie externa, 2, 4, 6 y 8 mm). Los resultados fueron estadísticamente significantes (p=5%) para todas las condiciones experimentales. Ambas resinas tuvieron la microdureza disminuida conforme el aumento de la profundidad y presentaron valores mayores con el aparato de luz halógena que con el aparato de diodo. La resina Z100 presento mayores valores de microdureza en relación a la resina Charisma. De acuerdo con los resultados, se puede concluir que cuanto mayor la profundidad menor la dureza y el aparato QTH proporcionó mayor grado de polimerización

To evaluate the microhardness of the resins Charisma (microhybrid) and Z100 (hybrid) in respect to the depth of polymerization (8, 6, 4, 2 mm and 0 mm-superficial), the source of light (Emitting Diode of light-LED and halogenous quartz-tungsten-QTH Light) and the analysis times (immediate, 24 h and 1 month). Resins Charisma (Kulzer) and Z100 were tested (3M/ESPE). For the accomplishment of the microhardness essay 07 were confectioned body-of-test of 8x2x4mm in carbon matrix, with increments of 1mm each and photopolymerised with Optilux devices (Dabi Atlante) and LED (MMOptic). The body-of-test was submitted to the essays of Vickers hardness; immediate, 24 hours and 1 month after the confection, stored in distiled water and heat 37±1ºC. The microhardness analysis was accomplished by means of the microdurometer Shimadzu HMV-2000, with 5s and 500g of load. The hardness was evaluated in different depths (external surface, 2, 4, 6 and 8 mm). The results were statistically significant (p=5%) for all the experimental conditions. Both resins had had the microhardness diminished as the increase of the depth and had presented bigger values with the device of halogenous light that with the diode device. The Z100 resin presented greaters values of microhardness in respect to the Charisma resin. In accordance with the results, it can be concluded that how much bigger the depth lesser the hardness and device QTH provided to greater polymerization degree

Profundidad de curado de resinas con diferentes fotoiniciadores polimerizadas con dos lámparas LED / Depth of cure of composite resins with different photoinitiators cured with two LED lamps

ANTECEDENTES: Se ha establecido que las lámparas LED no son viables para el fotopolimerizado de resinas que presentan fotoiniciadores diferentes a canforoquinona, debido a las diferencias entre el espectro de emisión de las lámparas y el espectro de absorción del fotoiniciador. OBJETIVO: Determinar la profundidad de curado de resinas con fotoiniciadores diferentes utilizando lámparas LED. METODOS: Se realizó un diseño experimental in vitro; 120 muestras de resina de 2x8mm y 4x8mm se fabricaron y se dividieron en 12 grupos de 10 muestras. Se utilizó la resina Point 4 XL1 (Kerr) con fenilpropanodiona y Z100 A3 (3M ESPE) con canforoquinona. Las lámparas utilizadas fueron Elipar Freelight 2 (3M ESPE), Bluephase (IVOCLAR) y Elipar 2500 (3M ESPE). Se determinó la profundidad de curado con el durímetro de Vickers. El análisis estadístico se realizó mediante la prueba de ANOVA factorial de tres vías y la prueba H de Kruskall Wallis. RESULTADOS: No se encontraron diferencias significativas en la profundidad de curado obtenida con las tres lámparas (p?0.05). En muestras de 2x8mm con fenilpropanodiona se obtuvo una profundidad de curado promedio de 0.3986 y 0.4027 para la parte superior e inferior respectivamente y 0.3917 y 0.3999 para muestras de 4x8mm. En muestras de 2x8mm con canforoquinona el promedio fue de 0.2801 y 0.2815 para la parte superior e inferior respectivamente y 0.3261 y 0.3264 para muestras de 4x8mm. CONCLUSIONES: No se encontraron diferencias significativas en la profundidad de curado que se obtuvieron con las tres lámparas.

BACKGROUND: It has been stablished that LED lamps are not suitable to cure resins that present photoinitiators other than camphorquinone because of the differences between the specral emission of the lamp and the absorption spectrum of the initiator. OBJECTIVE: Determine the depth of cure of resins with different photoinitiators using LED lamps. METHODS: An experimental in vitro study was carried out. 120 samples of composite resin of 2x8mm and 4x8mm were fabricated and divided into 12 groups of 10 samples each. The composites were Point 4 XL1 (KERR) with phenylpropanedione and Z100 A3 (3M ESPE) with camphorquinone. The curing units used were Elipar Freelight 2 (3M ESPE), Bluephase (IVOCLAR)and Elipar 2500 (3M ESPE). The depth of cure was determined with a Vickers indenter. Statistical analysis was carried out using a three-way ANOVA and the Kruskall-Wallis H test RESULTS: There were no significant differences in the depth of cure obtained with the three curing units (p>0.05). The mean depth of cure in samples of 2x8mm with phenylpropanedione was 0.3986 y 0.4027 respectively for the upper and lower parts of the samples, and 0.3917 y 0.3999 for samples of 4x8mm. For samples of 2x8mm with camphorquinone the mean values were 0.2801 and 0.2815 for the upper and lower parts respectively and 0.3261 y 0.3264 for samples of 4x8mm. CONCLUSIONS: No significant differences were found in the depth of cure obtained with the three curing units.