Dental and Medical Problems

Dent. Med. Probl.
Index Copernicus (ICV 2018) – 113.05
MNiSW – 20
Average rejection rate – 71.8%
Average waiting time at editors (to acceptance) – 18.38 days
ISSN 1644-387X (print)
ISSN 2300-9020 (online)
Periodicity – quarterly

Download PDF

Dental and Medical Problems

2015, vol. 52, nr 1, January-March, p. 62–70

Publication type: original article

Language: Polish

Creative Commons BY-NC-ND 3.0 Open Access

Analiza wytrzymałościowa układu ząb–cement–kompozytowy wkład koronowo-korzeniowy wzmacniany włóknem szklanym

Strength Analysis of the Tooth-Cement-FRC Post System

Kamila Wróbel-Bednarz1,A,B,C,D,F, Marcin Basiaga2,B,C, Witold Walke2,B,C, Elżbieta Mierzwińska-Nastalska1,E,F

1 Katedra Protetyki Stomatologicznej, Warszawski Uniwersytet Medyczny, Warszawa, Polska

2 Katedra Biomateriałów i Inżynierii Wyrobów Medycznych, Politechnika Śląska, Zabrze, Polska

Streszczenie

Wprowadzenie. Dzięki adhezyjnym technikom cementowania powstała możliwość wykorzystywania materiałów kompozytowych wzmacnianych włóknami szklanymi – FRC (fiber reinforced composites) w leczeniu protetycznym z zastosowaniem wkładów koronowo-korzeniowych. Zgodnie z zasadą biokompatybilności pierwsze próby zastąpienia metalowych wkładów koronowo-korzeniowych wkładami o module sprężystości zbliżonym do zębiny datuje się na koniec XX w. Zastosowanie wkładów FRC jest zalecane w sytuacji klinicznej, gdy stwierdza się wystarczającą ilość zrębu zębinowego, tzw. kołnierza zębinowego (ferrule effect), co warunkuje odpowiednie własności mechaniczne odbudowanego zęba. Wkłady te charakteryzują się modułem sprężystości zbliżonym do wartości opisujących zębinę, dzięki czemu istnieje zmniejszone ryzyko uszkodzenia korzenia w przypadku przeciążenia.
Cel pracy. Analiza wytrzymałościowa układu ząb–cement–kompozytowy wkład koronowo-korzeniowy wzmacniany włóknem szklanym, wykonany metodą bezpośrednią na podstawie badań doświadczalnych przeprowadzonych w warunkach in vitro.
Materiał i metody. W badaniu wykorzystano 32 zęby bydlęce przygotowane zgodnie z zasadami leczenia endodontycznego. Z użyciem cementu G-Cem Automix® (GC, Japonia) osadzono w nich wkłady Fiber Post® (GC, Japonia), a następnie odbudowano zrąb zębinowy materiałem Gradia Core® (GC, Japonia). Próbki umieszczono w uchwycie maszyny wytrzymałościowej i przeprowadzono test na ściskanie.
Wyniki. Przebieg badania zapisywano w postaci danych liczbowych, powstał również wykres obrazujący zależność między odciążeniem a wydłużeniem. We wszystkich przeprowadzonych testach dochodziło do odcementowania nadbudowy na wysokości powierzchni nośnej zęba. Wartości maksymalnego obciążenia mieściły się w przedziale 105,092–1199,357 N. Maksymalne wartości naprężenia zarejestrowane podczas badania dla całego układu wyniosły od 3,7228 do 42,4869 MPa. Wartość średnia wytrzymałości na niszczenie równała się 21 MPa, a wytrzymałość na odcementowanie była o połowę mniejsza i wyniosła 12 MPa.
Wnioski. Analizując wartości maksymalne, stwierdzono, że zęby odbudowane wkładami typu FRC charakteryzują się bardzo dobrymi właściwościami mechanicznymi, znosząc obciążenia z zakresu wartości sił fizjologicznych w odcinku przednim łuku zębowego. Z uwagi na duży rozrzut wyników można sądzić, że leczenie z wykorzystaniem tego typu uzupełnień może okazać się nieprzewidywalne.

Abstract

Background. Thanks to adhesive cementation techniques, the use of fiber-reinforced composite as a root posts has become possible. First attempts to replace cast-metal posts with a material with lower elastic modulus dates back to the end of the 20th century. It is consistent with the rules of biocompatibility. The use of FRC post is recommended when the amount of a dentin is appropriate (ferrule effect). It determines the proper mechanical properties of the reconstructed tooth. FRC posts have elastic modulus similar to dentine which reduces the risk of root fracture.
Objectives. The aim of the study was to analyze the mechanical properties of the tooth-cement-FRC post made directly based on in vitro experimental studies.
Material and Methods. Thirty two bovine teeth prepared in accordance with the objectives of endodontic treatment were used in this study. Fiber Post® (GC, Japan) were set into the root using the cement G-Cem Automix® (GC, Japan). Dentin framework was rebuilt using Gradia Core® (GC, Japan). Samples were placed in a testing machine and the compressive strength test was performed.
Results. In the first phase FRC superstructures were decemented on the bearing surface level in all carried out tests. Then, the core was cracking and breaking which led to the complete destruction of the sample. The values of the maximum load ranged 105.092–1199.357 N. The maximum stress values recorded during the test were between 3.7228 to 42.4869 MPa. Destruction strength values were on average of 4 MPa and decementation strength was half lower and amounted to 2 MPa.
Conclusion. When analyzing the maximum force the authors stated that the teeth reconstructed with FRC posts have very good mechanical properties. They resist the load comparable to those that appear in the anterior region of dental arch. Due to the high dispersion of results it can be concluded that treatment using FRC posts may occur unpredictable.

Słowa kluczowe

wkłady koronowo-korzeniowe, FRC, wytrzymałość na niszczenie, odcementowanie

Key words

FRC posts, resistance to destruction, decementation

References (29)

  1. Bassir M.M., Labibzadeh A., Mollaverdi F.: The effect of amount of lost tooth structure and restorative technique on fracture resistance of endodontically treated premolars. J. Conserv. Dent. 2013, 16, 413–417.
  2. El Guindy J., Fouda M.Y.: Effect of obturating systems, dowel materials, and adhesive luting techniques on the resistance to fracture of endodontically treated teeth. J. Prosthodont. 2010, 19, 544–552.
  3. Jindal S., Jindal R., Mahajan S., Dua R., Jain N., Sharma S.: In vitro evaluation of the effect of post system and length on the fracture resistance of endodontically treated human anterior teeth. Clin. Oral Investig. 2012, 16, 1627–1633.
  4. Clavijo V.G., Reis J.M., Kabbach W., Silva A.L., Oliveira Junior O.B., Andrade M.F.: Fracture strength of flared bovine roots restored with different intraradicular posts. J. Appl. Oral Sci. 2009, 17, 574–578.
  5. Heydecke G., Butz F., Strub J.R.: Fracture strength and survival rate of endodontically treated maxillary incisors with approximal cavities after restoration with different post and core systems: an in-vitro study. J. Dent. 2001, 29, 427–433.
  6. Rumińska M., Zarzecka J.: Contemporary prosthetic restorations of teeth, after root canal treatment – review of literature. Implantoprotet. 2007, 8, 3, 33–36 [in Polish].
  7. Zielińska R., Dejak B., Suchorzewski A.: The literature-based comparison between the properties of teeth restored with individual and prefabricated glass fiber-reinforcedcompositeposts. Protet. Stomatol. 2010, 60, 37–43 [in Polish].
  8. Cormier C.J., Burns D.R., Moon P.: In vitro comparison of the fracture resistance and failure mode of fiber, ceramic, and conventional post systems at various stages of restoration. J. Prosthodont. 2001, 10, 26–36.
  9. Artopoulou I.I., O’Keefe K.L., Powers J.M.: Effect of core diameter and surface treatment on the retention of resin composite cores to prefabricated endodontic posts. J. Prosthodont. 2006, 15, 172–179.
  10. Aluchna M.: Standard non-metallic prefabricated posts. Magazyn Stomatol. 2005, 15, 3, 69–72 [in Polish].
  11. Grandini S., Chieffi N., Cagidiaco M.C., Goracci C., Ferrari M.: Fatigue resistance and structural integrity of different types of fiber posts. Dent. Mater. J. 2008, 27, 687–694.
  12. Zorba Y.O., Erdemir A., Turkyilmaz A., Eldeniz A.U.: Effects of different curing units and luting agents on push-out bond strength of translucent posts. J. Endod. 2010, 36, 1521–1525.
  13. Hou Q.Q., Gao Y.M., Sun L.: Influence of fiber posts on the fracture resistance of endodontically treated premolars with different dental defects. Int. J. Oral Sci. 2013, 5, 167–171.
  14. Kono T., Yoshinari M., Takemoto S., Hattori M., Kawada E., Oda Y.: Mechanical properties of roots combined with prefabricated fiber post. Dent. Mater. J. 2009, 28, 537–543.
  15. Dejak B., Młotkowski A.: The influence of ferrule effect and length of cast and FRC posts on the stresses in anterior teeth. Dent. Mater. 2013, 29, 227–237
  16. Samran A., El Bahra S., Kern M.: The influence of substance loss and ferrule height on the fracture resistance of endodontically treated premolars. An in vitro study. Dent. Mater. 2013, 29, 1280–1286.
  17. Davis P., Melo L.S., Foxton R.M., Sherriff M., Pilecki P., Mannocci F., Watson T.F.: Flexural strength of glass fibre-reinforced posts bonded to dual-cure composite resin cements. Eur. J. Oral Sci. 2010, 118, 197–201.
  18. Hatta M., Shinya A., Vallittu P.K., Shinya A., Lassila L.V.: High volume individual fibre post versus low volume fibre post: the fracture load of the restored tooth. J. Dent. 2011, 39, 65–71.
  19. Cheleux N., Sharrock P.J.: Mechanical properties of glass fiber-reinforced endodontic posts. Acta Biomater. 2009, 5, 3224–3230.
  20. Zicari F., Coutinho E., Scotti R., Van Meerbeek B., Naert I.: Mechanical properties and micro-morphology of fiber posts. Dent. Mater. 2013, 29, e45–e52.
  21. Akkayan B., Gülmez T.: Resistance to fracture of endodontically treated teeth restored with different post systems. J. Prosthet. Dent. 2002, 87, 431–437.
  22. Lassila L.V., Tanner J., Le Bell A.M., Narva K., Vallittu P.K.: Flexural properties of fiber reinforced root canal posts. Dent. Mater. 2004, 20, 29–36.
  23. Aksornmuang J., Foxton R.M., Nakajima M., Tagami J.: Microtensile bond strength of a dual-cure resin core material to glass and quartz fibre posts. J. Dent. 2004, 32, 443–450.
  24. Bateman G., Ricketts D.N., Saunders W.P.: Fibre-based post systems: a review. Br. Dent. J. 2003, 195, 43–48.
  25. Kshirsagar R., Jaggi N., Halli R.: Bite force measurement in mandibular parasymphyseal fractures: a preliminary clinical study. Craniomaxillofac. Trauma Reconstr. 2011, 4, 241–244.
  26. Maccari P.C., Cosme D.C., Oshima H.M., Burnett L.H. Jr, Shinkai R.S.: Fracture strength of endodontically treated teeth with flared root canals and restored with different post systems. J. Esthet. Restor. Dent. 2007, 19, 30–36.
  27. Özkurt Z., Kazazoğlu E.: Clinical success of zirconia in dental applications. J. Prosthodont. 2010, 19, 64–68.
  28. Fokkinga W.A., Kreulen C.M., Vallittu P.K., Creugers N.H.: A structured analysis of in vitro failure loads and failure modes of fiber, metal, and ceramic post-and-core systems. Int. J. Prosthodont. 2004, 17, 476–82.
  29. Friedel W., Kern M.: Fracture strength of teeth restored with all-ceramic posts and cores. Quintessence Int. 2006, 37, 289–295.