Influence of Surface Preparation Methods on Fracture Behavior of Nanohybrid and Monochromatic Composite Resins: A Stereomicroscopic Analysis

Abstract

Objective: This study investigates the effect of different surface preparation methods on the fracture behavior of nanohybrid and monochromatic composite resins. Materials and Methods: Sixty extracted anterior teeth were embedded in acrylic and divided into two groups to be restored with monochromatic composite resin (Omnichroma, Tokuyama, Japan) and nanohybrid composite resin (Essentia, GC, Japan). Each group was subdivided based on roughening method: acid-etched control, thick/medium-grit disc and Er,Cr: YSGG laser. All teeth were restored using universal adhesive system, subjected to 5000 thermal cycles, and stored in distilled water at 37°C for 24h. Shear bond strength were measured using a universal testing machine (Shimadzu Corp., Kyoto, Japan), modes of failure were evaluated using a stereomicroscope (Leica-M27.5, Leica Microsystems, Germany). The data were analyzed using IBM SPSS V23. Yates Correction and Monte Carlo Corrected Fisher's Exact Test were used to examine the relationship between composites, surface preparation techniques and fracture types. The significance level was set at p<0.05. Results: Surface roughening improved the bond strength. Adhesive fractures were predominant in most groups, except in the Er,Cr: YSGG laser-treated samples, where mixed fractures were more common. There was no statistically significant difference between composites, fracture types (p=1) or between surface preparation techniques and fracture types (p=0.235). Conclusion: Surface preparation methods such as acid etching and mechanical roughening resulted in higher adhesive failure rates, while laser etching led to more mixed failures. Laser etching is a minimal invasive technique with promising results but requires further research to optimize its clinical application.

Keywords

• Monochromatic composite resin
• nanohybrid composite resin
• fracture type
• surface preparation techniques
• dental enamel

Yüzey Hazırlık Yöntemlerinin Nanohibrit ve Monokromatik Kompozit Rezinlerin Kırılma Davranışı Üzerindeki Etkisi: Bir Stereomikroskopik Analiz

Abstract

Amaç: Bu çalışma, farklı yüzey hazırlık yöntemlerinin nanohibrit ve monokromatik kompozit rezinlerin kırılma davranışı üzerindeki etkisini araştırmayı amaçlamaktadır. Gereç ve Yöntem: Altmış adet çekilmiş anterior diş, akriliğe gömülüp, monokromatik (Omnichroma, Tokuyama, Japonya) ve nanohibrit kompozit rezin (Essentia, GC, Japonya) ile restore edilmek üzere iki gruba ayrılmıştır. Tüm gruplar, yüzey pürüzlendirme yöntemi olarak asitle pürüzlendirme, kalın/orta grenli disk ve Er,Cr: YSGG lazer kullanılarak alt gruplara ayrılmıştır. Tüm dişler, üniversal bir adeziv sistemle restore edilip, 5000 termal döngüye tabi tutulmuş ve 37°C'de distile suda 24 saat bekletilmiştir. Makaslama bağlanma dayanımı, bir universal test cihazı (Shimadzu Corp., Kyoto, Japonya) kullanılarak ölçülmüş ve kırılma tipleri stereomikroskop (Leica M27.5, Leica Microsystems, Almanya) ile değerlendirilmiştir. Veriler IBM SPSS V23 ile analiz edilmiştir. Kompozit tipleri, yüzey hazırlık teknikleri ve kırılma türleri arasındaki ilişkiyi incelemek için Yates Düzeltmesi ve Monte Carlo Düzeltmeli Fisher'ın Kesin testi kullanılmıştır. Önem düzeyi p<0,05 olarak belirlenmiştir. Bulgular: Yüzey pürüzlendirmesinin bağlanma dayanımını arttırdığı görülmüştür. Çoğu grupta adeziv kırılmalar baskınken, Er,Cr: YSGG lazerle örneklerde karışık kırılmalar daha yaygın bulunmuştur. Kompozit tipleri ile kırılma türleri arasında (p=1) ve yüzey hazırlık teknikleri ile kırılma türleri arasında (p=0.235) anlamlı bir ilişki bulunmamıştır. Sonuç: Asit ile pürüzlendirme ve mekanik pürüzlendirme gibi yüzey hazırlık yöntemleri, daha yüksek adeziv başarısızlık oranlarına yol açarken, lazer ile pürüzlendirme daha fazla karışık kırılmaya neden olmuştur. Lazer ile pürüzlendirme, minimal invaziv bir teknik olup ve umut verici sonuçlar sunmaktadır, ancak klinik uygulamasını optimize etmek için daha fazla araştırma gerekmektedir.

Keywords

• Monokromatik kompozit rezin
• nanohibrit kompozit rezin
• kırılma tipi
• yüzey hazırlık yöntemleri
• diş minesi

References

1. Al Habdan AH, Al Rabiah R, Al Busayes R. Shear bond strength of acid and laser conditioned enamel and dentine to composite resin restorations: An in vitro study. Clin. Exp. Dent. Res. 2021;7(3):331-7.
2. Atoui JA, Chinelatti MA, Palma-Dibb RG, Corona SAM. Microleakage in conservative cavities varying the preparation method and surface treatment. J. Appl. Oral Sci. 2010;18:421-5.
3. Bilgrami A, Maqsood A, Alam MK, Ahmed N, Mustafa M, Alqahtani AR, et al. Evaluation of shear bond strength between resin composites and conventional glass ionomer cement in class II restorative technique-an in vitro study. Materials. 2022;15(12):4293.
4. Eliezer R, Devendra C, Ravi N, Tangutoori T, Yesh S. Omnichroma: one composite to rule them all. Int. J. Med. Sci. 2020;7(06):6-8.
5. García AH, Lozano MAM, Vila JC, Escribano AB, Galve PF. Composite resins. A review of the materials and clinical indications. Med. Oral Patol. Oral Cir. Bucal. 2006;11(2):E215-20.
6. Jung M, Wehlen L, Klimek J. Surface roughness and bond strength of enamel to composite. Dent. Mater. 1999;15(4):250-6.
7. Karandish M. The efficiency of laser application on the enamel surface: a systematic review. J. Lasers Med. Sci. 2014;5(3):108.
8. Milia E, Cumbo E, Cardoso JA, Gallina G. Current dental adhesives systems. A narrative review. Curr. Pharm. Des. 2012;18(34):5542-52.

9. Radz GM. Direct composite resins. Inside Dent. 2011;7(7):108-14.
10. Ricketts DNJ, Pitts NB. Traditional operative treatment options. Monogr. Oral Sci. 2009;21:164-173.
11. Sibai N, El Mourad A, Al Suhaibani N, Al Ahmadi R, Al Dosary S. Shear bond strength of self‐adhesive flowable resin composite. Int. J. Dent. 2022;2022(1):6280624.
12. Silverstone LM, Saxton CA, Dogon IL, Fejerskov O. Variation in the pattern of acid etching of human dental enamel examined by scanning electron microscopy. Caries Res. 1975;9(5):373-87.
13. Simos S. Direct composite resin restorations: placement strategies. Dent. Today. 2011;30(8):108-11.
14. Triolo Jr PT, Swift Jr EJ, Mudgil A, Levine A. Effects of etching time on enamel bond strengths. Am. J. Dent. 1993 Dec;6(6):302-4.
15. Turkun LS. New trends and criteria in the minimally invasive esthetic rehabilitation of anterior teeth. Curr. Oral Health Rep. 2023;10(2):28-35.
16. Visuri S, Gilbert J, Wright D, Wigdor H, Walsh Jr J. Shear strength of composite bonded to Er: YAG laser-prepared dentin. J. Dent. Res. 1996;75(1):599-605.
17. Wang WN, Yeh CL, Fang BD, Sun KT, Arvystas MG. Effect of H3PO4 concentration on bond strength. Angle Orthod. 1994;64(5):377-82.