Experimental analysis of crack resistance indicators of demineralized tooth enamel after combined infiltration treatment

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Objective. To study the indicators of crack resistance of the demineralized enamel treated with combined infiltration method using the method of scratch testing.

Materials and methods. To study the elastic-strength properties of the enamel in vitro, 24 intact teeth removed by orthodontic indications were used, on the vestibular surface of the crown of which, there was modelled an artificial caries of the enamel by the patented technology. A number of multilevel studies confirmed the formation of caries. Scratch testing was performed on the sections of the intact enamel; demineralized enamel infiltrated by light composite using the modified method with a four-minute regime of conditioning; enamel laminated with bioactive hybrid glass ionomer.

Results. The developed model of artificial caries corresponded to the enamel in vivo. The critical load of the start of formation of the intact enamel microcracks (Lc1) was 9.82 ± 0.81 N; demineralized enamel – 6.34 ± 0.92 N; infiltrated by modified method – 8.23 ± 0.61 N; bioactive glass ionomer – 0.82 ± 0.17 N. The critical load of formation of the chevron cracks (Lc2) of the intact enamel was 18.21 ± 0.68 N; demineralized – 14.21 ± 1.35 N; after infiltration – 10.1 ± 0.30 N; in bioactive glass ionomer, no parameters were registered on all the tested samples. The critical load of formation of the intact enamel chips (Lc3) was 15.73 ± 0.73 N; demineralized enamel – 5.02 ± 0.64 N; after infiltration – 22.43 ± 0.44 N; bioactive covering – 2.21 ± 0.12 N.

Conclusions. A comparative analysis of the results of scratch testing of the enamel permitted to characterize the biomaterial from the position of physical material science, determine the critical loads of the start of forming microcracks, double-helical cracks, chips.

About the authors

O. S. Gileva

E.A. Vagner Perm State Medical University

Author for correspondence.
Email: o.s.gileva@yandex.ru

MD, PhD, Professor, Head of 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

Candidate of Medical Sciences, Assistant, Department of Therapeutic Dentistry and Propaedeutics of Dental Diseases

Russian Federation, Perm

References

  1. Leus P.A., Kisel'nikova L.P., Ermuhanova G.T., Boyarkina E.S. Mnogoletnij monitoring i vozmozhnosti dal'nejshego uluchsheniya profilaktiki kariesa zubov u detej Belarusi, Kazahstana i Rossii. Stomatologiya detskogo vozrasta i profilaktika 2019; 19, 3 (71): 3–8 (in Russian).
  2. Kuz'mina E.M., YAnushevich O.O., Kuz'mina I.N., Lapatina A.V. Tendencii rasprostranennosti i intensivnosti kariesa zubov sredi naseleniya Rossii za 20-letnij period. Dental Forum 2020; 3 (78): 2–8 (in Russian).
  3. Gileva O.S. Konservativno-profilakti¬cheskaya stomatologiya: sovremennye trendy razvitiya. Permskij medicinskij zhurnal 2018; 35 (6): 61–72 (in Russian).
  4. Kuz'mina I.N., Filler T.V., Said D.Sh. Klinicheskoe primenenie metoda infil'tracii dlya lecheniya kariesa proksimal'nyh poverhnostej zubov. Rossijskaya stomatologiya 2017; 1: 50 (in Russian).
  5. Solov'yova Zh.V., Adamchik A.A. Effektiv¬nost' primeneniya glubokogo ftorirovaniya v profilaktike kariesa emali. Kubanskij nauchnyj medicinskij vestnik 2018; 25 (2): 135–139 (in Russian).
  6. Mandra Yu.V., Vlasova M.I., Ermishina E.Yu., Kiseleva D.V. Eksperimental'naya ocenka effektivnosti remineralizuyushchih preparatov. Ural'skij medicinskij zhurnal 2015; 6 (129): 52–56 (in Russian).
  7. Kreth J., Merritt J., Pfeifer C.S., Khajotia S., Ferracane J.L. Interaction between the Oral Microbiome and Dental Composite Biomaterials: Where We Are and Where We Should Go. J Dent Res 2020; 99 (10): 1140–1149 .
  8. Gileva O.S., Murav'eva M.A., Simakina N.I., Sokolov A.K., Terpugov V.N. Vychislitel'noe modelirovanie nachal'noj stadii kariesa zubov: geometricheskoe modelirovanie zuba. Vestnik Permskogo universiteta. Seriya: Matematika. Mekhanika. Informatika 2012; 2 (10): 20–25 (in Russian).
  9. Morozov I.A., Belyaev A.Yu., Izyumov R.I., Erofeeva E.S., Gileva O.S. Vliyanie otbelivaniya na mikrostrukturu poverhnosti emali chelovecheskih zubov. Materialovedenie. 2012; 7: 50–55 (in Russian).
  10. Gileva O.S., Murav'eva M.A., Svistkov A.L., Izyumov R.I., Levickaya A.D. Eksperimental'noe issledovanie poverhnosti emali zuba pri razlichnyh lechebno-profilakticheskih vozdejst¬viyah. Vestnik Permskogo nauchnogo centra UrO RAN 2017; 3: 15–21 (in Russian).
  11. Morozov I.A., Svistkov A.L., Gilyova O.S., Erofeeva E.S. Eksperimental'noe issledovanie vliyaniya klinicheskogo otbelivaniya na mikro-strukturu poverhnosti emali zubov. Rossijsij zhurnal biomekhaniki 2010; 14 (1): 56–64 (in Russian).
  12. Erofeeva E.S., Gileva O.S., Morozov I.A., Plenkina Yu.A., Svistkov A.L. Eksperimental'noe issledovanie mikrostruktury emali na etapah professional'nogo otbelivaniya zubov. Problemy stomatologii 2011; 5: 4–9 (in Russian).
  13. Erofeeva E.S., Lyapunova E.A., Oborin V.A., Gileva O.S., Najmark O.B. Strukturno-funkcional'¬nyj analiz tverdyh tkanej zubov v ocenke kachestva tekhnologij otbelivaniya. Rossijskij zhurnal biomekhaniki 2010; 14 (2): 47–55 (in Russian).
  14. Rusakov S.V., Izyumov R.I., Svistkov A.L., Gileva O.S., Murav'eva M.A. Matematicheskoe modelirovanie karioznyh processov, protekayushchih v zubnoj emali, i processa lecheniya nachal'nogo kariesa po tekhnologii Icon. Rossijskij zhurnal biomekhaniki 2013; 17 (2): 93–106 (in Russian).
  15. Izyumov R.I., Zuev A.L., Rusakov S.V., Gileva O.S., Muraveva M.A. Mathematical modeling of caries initiation and progression occurring in dental enamel. Key Engineering Materials 2014; 592–593: 362–365 .
  16. Morozov I.A., Belyaev A.Y., Izyumov R.I., Erofeeva E.S., Gileva O.S. Impact of whitening on the microstructure of human tooth enamel. Inorganic Materials: Applied Research 2013; 4 (1): 71–76.
  17. Belyaev A.Yu., Gileva O.S., Murav'eva M.A., Svistkov A.L., Skachkov A.P. Issledovanie mikromekhanicheskih svojstv zdorovoj i povrezhdennoj kariesom zubnoj emali s pomoshch'yu mikroindentirovaniya. Rossijskij zhurnal biomekhaniki 2012; 16 (3): 2 (in Russian).
  18. Belyaev A.Y., Zuev A.L., Gileva O.S., Muraveva M.A. Experimental studies of elastic properties of dental enamel and photopolymer used for early caries treatment. Key Engineering Materials 2014; 592–593: 358–361.
  19. Levitskaya A.D., Syutkina E.S., Gileva O.S., Galkin S.V., Efimov A.A., Savitskiy Ya.V. The evaluation of microstructure and mineral density of the focus of artificial enamel caries using X-Ray computer microtomography. Russian Journal of Biomechanics 2018; 22 (4): 485–502 (in Russian).
  20. Murav'eva M.A., Syutkina E.S., Redinova T.L., Gileva O.S. Analiz mikrostruktury ochaga iskusstvennoj postortodonticheskoj demineralizacii emali. Stomatologiya 2018; 97 (6–2): 12 (in Russian).
  21. Galkin S., Levitskaya A., Gileva O., Libik T., Lomiashvili L. The combined approach to evaluation of mechanical behavior of tooth enamel in artificially induced caries lesions. BIO Web of Conferences 2020; 22 (02027): 2–9.
  22. Gileva O.S., Murav'eva M.A., Val'cifer V.A., Nechaev A.I., Gileva E.S. Sposob modelirovaniya ochaga demineralizacii emali zuba. Patent na izobretenie № 2503067 ot 27.12.2013 (in Russian).
  23. Gileva O.S., Levickaya A.D. Ustrojstvo dlya modelirovaniya eksperimental'nogo kariesa v stadii pyatna metodom emalevogo okna. Patent na poleznuyu model' № 172561 ot 17.07.2017 (in Russian).
  24. Gileva O.S., Levickaya A.D. Separator dlya hraneniya biopreparatov zubov s cel'yu modelirovaniya iskusstvennogo kariesa. Patent na poleznuyu model' № 171409 ot 30.05.2017 (in Russian).
  25. Gileva O.S., Erofeeva E.S., Izyumov R.I., Murav'eva M.A., Svistkov A.L. Issledovanie i modelirovanie processa vozniknoveniya i razvitiya kariesa. Vestnik Permskogo universiteta. Seriya: Matematika. Mekhanika. Informatika 2011; 5 (9): 51–54 (in Russian).
  26. Gileva O.S., Murav'eva M.A., Syutkina E.S., Levickaya A.D. Postortodonticheskaya demine¬ralizaciya emali: klinicheskie osobennosti i effektivnost' lecheniya. Maestro stomatologii 2015; 4: 38 (in Russian).
  27. Admakin O., Khakimova D. Prevalence white spot lesions (WSL) in patients with fixed orthodontic appliences. Indo Am JP Sci 2018; 05 (05).
  28. Gileva O.S., Levickaya A.D., Syutkina E.S., Korotin S.V., Gibadullina N.V., Svistkov A.L. Eksperi¬mental'no-klinicheskaya ocenka effektivnosti prime¬neniya razlichnyh metodov lecheniya ochagovoj demineralizacii emali. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya 2018; 6: 99 (in Russian).
  29. Meyer-Lueckel H., Paris S., Schult A. Kariesinfiltration – Update 2017. Zahnmedizin up2date 2017; 11 (03): 267–290.
  30. Paris S., Meyer-Lueckel H., Kielbassa A.M. Resin infiltration of natural caries lesions. J Dent Res 2007; 86 (7): 662–666.
  31. Kielbassa A.M., Ulrich I., Treven L., Mueller J. An updated review on the resin infiltration technique of incipient proximal enamel lesions. Medicine in evolution 2010; 15 (4): 3–15.
  32. Gileva O.S., Murav'eva M.A., Sereb¬rennikova E.V. Kompleksnyj podhod k ocenke estetiko-funkcional'nyh rezul'tatov karies-infil'tracii pri lechenii kariesa emali. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya 2013; 2: 61 (in Russian).
  33. Makeeva I.M., Skatova E.A., SHakar'¬yanc A.A., Makeeva M.K. Opredelenie effektivnosti lecheniya kariesa metodom infil'tracii po rezul'tatam issledovaniya in vitro. Stomatologiya 2010; 4: 39–43 (in Russian).
  34. Gileva O.S., SHakulya M.A., Levickaya A.D., Syutkina E.S., Serebrennikova E.V. Sposob lecheniya ochagovoj demineralizacii emali zuba. Patent na izobretenie № 2571334 ot 23.11.2015 (in Russian).
  35. Levickaya A.D., Gileva O.S., Stepanova L.V., Korotin S.V. Effektivnost' kombinirovannogo metoda pri lechenii kariesa emali putem infil'tracii u lic molodogo vozrasta. Dental Forum 2019; 4 (75): 57–58.
  36. Gileva O.S., Levickaya A.D., Zuev A.L. Issledovanie fiziko-mekhanicheskih svojstv emali zubov metodom kineticheskogo mikroindenti-rovaniya. Vestnik Permskogo federal'nogo issledovatel'skogo centr 2021; 1: 37–46 (in Russian).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1

Download (41KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2

Download (70KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3

Download (156KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2021 Gileva O.S., Levitskaya A.D.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
 


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».