Integrated approach to the study of biodegradation of composite materials for the restoration of hard dental tissues

Cover Page

Cite item

Abstract

Objective. To study the stress-strain state of demineralized tooth enamel after its impregnation with a low-viscosity composite in a long-term period of functioning in the oral cavity in a series of equivalent cyclic tests; to study the correlation of the experimental results with clinical observations of the treatment of enamel caries using a modified infiltration technique.

Materials and methods. The parameters of laser holographic interferometry and atomic force microscopy, reflecting the timing, type and severity of deformation defects in samples of demineralized tooth enamel were analyzed in a series of equivalent cyclic tests. During the experiment the samples underwent classical infiltration with composite using ICON technology (main group) and a 2-stage enamel caries treatment technique, including carrying out a time-modified conditioning of classical infiltration and the final stage (stages) of enamel coating with a bioactive hybrid glass ionomer (comparison group).

Results. The first signs of the deformation defects generation in demineralized enamel filtered on the classical method (the appearance of perifocal microcracks) were recorded in 11.2 % of the tested samples after 0.9 · 106 cycles (equivalent to 9 months of functioning of a tooth with treated enamel caries in the oral cavity), during further cyclic tests the percentage of samples with local defects increased progressively. Signs of a violation of the stress-strain state in the enamel after combined treatment (samples of the comparison group) were revealed in cycles corresponding to 2–3 years of being in an artificial environment of the oral cavity. Experimental data correlated with the clinical observations both in time and frequency of complications (secondary/recurrent caries) in the long term after treatment of enamel caries by various methods.

Conclusions. In the process of equivalent cyclic tests, heterogeneous elastic-plastic deformations develop in the thickness of a section of demineralized enamel impregnated with a flowing composite and along its perifocal zones, most pronounced at the interface between intact and treated enamel, which leads to the development of local defects, delaminations, cracks, and destruction of the structurally heterogeneous environment of tooth enamel. According to the results of the comparative analysis, the most favorable results in terms of the timing of development, frequency and severity of deformation defects were obtained in samples of demineralized enamel after its treatment using a modified caries infiltration technique followed by coating with a bioactive hybrid glass ionomer.

About the authors

O. S. Gileva

E.A. Vagner Perm State Medical University

Author for correspondence.
Email: o.s.gileva@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4289-6285

MD, PhD, Professor, Head of the Department of Therapeutic Dentistry and Propaedeutics of Dental Diseases

Russian Federation, Perm

A. D. Levitskaya

E.A. Vagner Perm State Medical University

Email: o.s.gileva@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1223-1020

MD, PhD, Professor, Head of the Department of Therapeutic Dentistry and Propaedeutics of Dental Diseases

 

Russian Federation, Perm

O. E. Bekzhanova

Tashkent State Dental Institute

Email: o.s.gileva@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1686-1820

MD, PhD, Professor, Head of the Department of Faculty Therapeutic Dentistry

Uzbekistan, Tashkent

T. V. Libik

E.A. Vagner Perm State Medical University

Email: o.s.gileva@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9790-6700

Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Therapeutic Dentistry and Propaedeutics of Dental Diseases

Russian Federation, Perm

M. Yu. Kilina

E.A. Vagner Perm State Medical University

Email: o.s.gileva@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0006-8554-0779

Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Resident of the Department of Therapeutic Dentistry and Propaedeutics of Dental Diseases

Russian Federation, Perm

M. A. Sycheva

E.A. Vagner Perm State Medical University

Email: o.s.gileva@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0008-1735-8101

Assistant of the Department of Therapeutic Dentistry and Propaedeutics of Dental Diseases

Russian Federation, Perm

References

  1. Maas M.S., Alania Y., Natale L.C., Rodrigues M.C., Watts D.C., Braga R.R. Trends in restorative composites research: what is in the future? Braz Oral Res. 2017; 31 (suppl 1): e55. doi: 10.1590/1807-3107BOR-2017.vol31.0055.
  2. Гилева О.С. Консервативно-профилактическая стоматология: современные тренды развития. Пермский медицинский журнал 2018; 35 (6): 61–72. doi: 10.17816/pmj35661-72 / Gileva O.S. Conservative-and-preventive stomatology: modern trends of development. Perm Medical Journal 2018; 35 (6): 61–72. doi: 10.17816/pmj35661-72 (in Russian).
  3. Loumprinis N., Maier E., Belli R., Petschelt A., Eliades G., Lohbauer U. Viscosity and stickiness of dental resin composites at elevated temperatures. Dent Mater. 2021; 37 (3):413–422. doi: 10.1016/j.dental.2020.11.024.
  4. Гущин А.А., Адамчик А.А. Способы улучшения физико-механических и химических свойств композитных пломбировочных материалов. Пульс: медико-фармацевтический журнал 2020; 22 (2): 36–41. doi: 10.26787/nydha-2686-6838-2020-22-2-36-41 / Guschin A.A., Adamchik A.A. Methods for improving the physicomechanical and chemical properties of composite filling materials. Pulse: medical & pharmaceutical journal 2020; 22 (2): 36–41. doi: 10.26787/nydha-2686-6838-2020-22-2-36-41 (in Russian).
  5. Алексеев В.В., Максут Н.Б. Новейшие тенденции в реставрационной стоматологии. Материалы V Конференции с международным участием «По итогам НИР: наука и практика в стоматологии». Scientist 2023; 3 (25): 73–79. / Alekseev V.V., Maksut N.B. Noveishie tendentsii v restavratsionnoi stomatologii. Materialy V Konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem Po itogam NIR nauka i praktika v stomatologii. Scientist 2023; 3 (25): 73–79 (in Russian).
  6. Хайдаров А.М., Ильясова С.Р. Современные подходы применения композитов текучей консистенции для эстетической реставрации зубов. Проблемы биологии и медицины 2020; 116 (1): 277–282. doi: 10.38096/2181-5674.2020.1.00070 / Khaidarov A.M., Ilyasova S.R. Modern approaches to the use of composites of fluid consistency for aesthetic restoration of teeth. Problems of Biology and Medicine 2020; 116 (1): 277–282. doi: 10.38096/2181-5674.2020.1.00070 (in Russian).
  7. Гилева О.С., Муравьева М.А., Свистков А.Л., Изюмов Р.И., Левицкая А.Д. Экспериментальное исследование поверхности эмали зуба при различных лечебно-профилактических воздействиях. Вестник Пермского научного центра УрО РАН. 2017; 3: 15–21. / Gileva O.S., Muraveva M.A., Svistkov A.L., Izyumov R.I., Levitskaya A.D. Experimental research of the enamel surface of a tooth after different kinds of treatment. Perm Federal Research Centre Journal 2017; 3: 15–21 (in Russian).
  8. Макеева И.М., Скатова Е.А., Власова Н.Н. Клинико-лабораторное обоснование способа лечения кариеса методом инфильтрации в комбинации с профессиональным отбеливанием. Часть 1. Клиническая стоматология. 2011; 57 (1): 24–26. / Makeeva I.M., Skatova E.A., Vlasova N.N. Clinical and laboratory grounds of caries treatment by means of the infiltration method combined with chairside teeth whitening. Part 1. Clinical dentistry 2011; 57 (1): 24–26 (in Russian).
  9. Морозов И.А., Свистков А.Л., Гилева О.С., Ерофеева Е.С. Экспериментальное исследование влияния клинического отбеливания на микроструктуру поверхности эмали зубов. Российский журнал биомеханики 2010; 14 (1): 56–64. / Morozov I.A., Svistkov A.L., Gileva O.S., Erofeeva E.S. Experimental investigation of the influence of bleaching on enamel surface microstructure. Russian Journal of Biomechanics 2010; 14 (1): 56–64 (in Russian).
  10. Гилева О.С., Левицкая А.Д. Экспериментальный анализ показателей трещиностойкости деминерализованной эмали зуба после проведения комбинированного инфильтрационного лечения. Пермский медицинский журнал 2021; 38 (3): 110–121. doi: 10.17816/pmj383110-121 / Gileva O.S., Levitskaya A.D. Experimental analysis of crack resistance indicators of demineralized tooth enamel after combined infiltration treatment. Perm Medical Journal 2021; 38 (3): 110–121. doi: 10.17816/pmj383110-121 (in Russian).
  11. Левицкая А.Д., Гилева О.С., Даурова Ф.Ю., Акмалова Г.М. Метод лазерной голографической интерферометрии для анализа микродеформаций деминерализованной эмали в процессе лечения. XХII Зимняя школа по механике сплошных сред: тезисы докладов. Пермь 2021; 193–194. Levitskaya A.D., Gileva O.S., Daurova F.Yu., Akmalova G.M. Metod lazernoy golograficheskoy interferometrii dlya analiza mikrodeformatsiy demineralizovannoy emali v protsesse lecheniya. XXII Zimnyaya shkola po mekhanike sploshnykh sred: tezisy dokladov, Perm' 2021; 193–194 (in Russian).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Eco-Vector


 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».