Invitro Comparison Between the Effects of Two Tooth Bleaching Agents on Surface Micro Hardness of Microhybrid Composite

Document Type : original article

Authors

Assistant Professor, Dept of Operative Dentistry, Dental School, Hamedan University of Medical Sciences, Hamedan, Iran

Abstract

Introduction: Tooth whitening products may have effects on various properties of restorative materials including hardness. This study investigated the effects of two at-home bleaching agents (Kimia 16%, Opalescence PF 15%) on hardness of a microhybrid composite.
Materials & Methods: Thirty cylindrical-shaped specimens of microhybrid composite Z250 (3M, Dental Products, USA) with 5mm diameter and 2mm height  were prepared and divided into three treatment groups comprising a control and two different bleaching groups. Control specimens were stored in distilled water for two weeks. Specimens of bleaching groups were exposed to the bleaching agents (Kimia 16% the first bleaching group and opalescence 15% for the second group) 1 hour daily for 2 weeks. After treatment, the hardness of specimens was tested using Vickers-test Instrument under 300 gr load for 15 seconds. The data were analyzed using One-way ANOVA and Tukey tests (α=0.05).
Results: The mean composite microhardness for control, Kimia and Opalescence groups were 97.93±4.59, 95.56±2.75 and 86.57±2.59 respectively. It was observed that the bleaching materials softened the composite Z250. However, ANOVA showed the difference between Kimia group and control group was not significant (P=0.280)). Hardness of Opalescence group was significantly lower than the two other groups (P=0.000).
Conclusion: Regarding the decreased microhardness of microhybrid composite, Kimia 16% at-home bleaching agent is more desirable than Opalescence PF 15%.

Keywords

Main Subjects

Full Text

مقدمه

با وجود پیشرفت‌های زیادی که طی سالهای اخیر در زمینه سفید کردن دندان‌ها حاصل شده است، هنوز نکات مبهم فراوانی در ارتباط با سفید کردن دندان‌ها وجود دارد که همچنان بی‌پاسخ مانده‌اند.(1) بعلاوه سازندگان مواد دندانپزشکی به دلیل عواید سرشاری که درنتیجه افزایش تقاضا ایجاد شده است، محصولات جدید و متنوعی را عرضه می‌کنند که بویژه موجب سردرگمی دندانپزشکان در انتخاب مناسب‌ترین آنها شده است.(2)

درباره اثرات کارباماید پراکساید بر مواد ترمیمی موجود در دهان گزارشاتی وجود دارد. برخی مطالعات حاکی از عدم تأثیر مواد سفید کننده بر مواد دندانی (از قبیل کامپوزیت‌ها، گلاس ‌یونومرها و سمانهای لوتینگ) بودند(6-3) اما تحقیقاتی تأثیر عوامل سفید کننده بر این مواد را نشان داده‌اند.(9-7)

Cooley تاثیر چهار ژل کاربامید پراکساید 10% را بر روی سختی انواع کامپوزیت بررسی نمود و افزایش معنی‌دار میزان سختی نمونه‌ها را نشان داد.(10)

Yap و Wattanapayungkul تاثیرات دو ماده سفیدکننده کاربامید پـــر‏اکـساید 35% و هیدروژن پراکساید 35% را که در مطب بکار برده می شود بر چند نوع ماده ترمیمی بررسی نمود. مشخص شد  نوع ماده‌ای که سختی آن مورد سنجش قرار می‌گیرد، اهمیت دارد.(11)

نتایج تحقیق مدنی و قاسمی تاثیر دو ژل سفیدکننده دندانی (کیمیا 16 درصد و اپالسنس 15 درصد) را بر کاهش سختی کامپوزیت نوری مایکروفیلد Heliomolar معنی دار گزارش کرد.(12)

تنوع مواد سفید کننده موجود، لزوم بررسی و ارزیابی عملکرد و تأثیرات آنها را حائز اهمیت می‌سازد و از آنجا که امروزه در ایران نیز تلاش‌هایی در زمینه تولید این مواد صورت گرفته است، بنظر می‌رسد که مقایسه دو نوع محصول ایرانی و خارجی بتواند راهگشای تولید مواد بهتر و استانداردتری در این زمینه باشد. بنابراین مطالعه حاضر به منظور بررسی و مقایسه تأثیر دو ماده سفید کننده خانگی از ایرانی و خارجی استاندارد بر میزان سختی ترمیم ‌های کامپوزیتی مایکروهایبرید انجام شد.

مواد و روش ها

در این مطالعه مداخله گرانه موازی یک نوع کامپوزیت مایکروهایبرید (Z250, 3M, Dental Products, USA) با رنگ A3 انتخاب شد. کامپوزیت مذکور به داخل حفرات استوانه‌ای شکل به ابعاد 5 میلیمتر قطر و 2 میلیمتر ارتفاع در قالب PVS شفاف قرار داده شد. سطوح بالا و پایین قالبها با یک لایه نوار سلولوئیدی شفاف پوشانده شدند. سپس یک اسلب شیشه ای بر روی هر لایه نوار قرار داده و با اعمال فشار، ماده اضافی خارج شد. مطابق با دستورالعمل سازنده، ماده کامپوزیت به مدت 40 ثانیه از هر طرف تحت تابش نور قرار گرفت تا فرایند پلیمریزاسیون انجام گیرد. شدت نور تابشی برابر mW/cm2 450 بود که بوسیله یک دستگاه لایت-کیور (APOZA, Malesia) Blue light-LA500 تأمین شد. به این ترتیب سی عدد دیسک کامپوزیت تهیه گردید. جهت حذف سطح غنی از رزین با استفاده از فرزها و دیسک های پرداخت کامپوزیت (Soflex, 3M products, USA) پرداخت شد. جهت تکمیل پلیمریزاسیون، نمونه ها یک هفته در رطوبت 100 % و دمای 37 درجه سانتیگراد نگهداری شدند. سپس
نمونه ها بطور تصادفی به سه گروه، هر گروه شامل 10 عدد دیسک تقسیم بندی شدند. در گروه اول که بعنوان گروه کنترل در نظر گرفته شدند نمونه ها بمدت دو هفته در آب مقطر نگهداری شدند.

در گروه دوم، نمونه ها به مدت 14 روز و هر روز به مدت یک ساعت در محیط تاریک تحت درمان با ماده سفید کننده ایرانی (کیمیا 16 %، شیمی دنت، ایران) و گروه سوم نیز مانند گروه دوم ولی در ماده
سفید کننده خارجی(Ultradent, USA, Opalescence PF15%) غوطه ور شدند. در طی فواصل هر دوره درمان، نمونه ها از ظرف محتوی ماده سفید کننده خارج و به مدت 2 دقیقه تحت جریان آب معمولی شسته و در آب مقطر نگهداری شدند. در پایان 14 روز ریزسختی سطحی نمونه‌ها بوسیله دستگاه سختی سنج Micromet 1 (Buheler, Ltd , USA) و به روش ویکرز به صورت زیر اندازه گیری شد. هر نمونه تحت Indentor (بخش فرورونده دستگاه) هرمی مربع القاعده الماسی با زاویه راس 148 درجه قرار گرفته و برای هر نمونه با اعمال نیروی 300 گرم به مدت 15 ثانیه میزان سختی در سه نقطه اندازه گرفته شد. برای هر نمونه میانگین مقدار حاصل محاسبه و بعنوان سختی هر نمونه بر حسب واحد ویکرز (kgf/mm2) ثبت شد.

داده های بدست آمده  با استفاده از آزمون آنالیز واریانس یکطرفه و آزمون تکمیلی Tukey HSD تجزیه و تحلیل گردید (a=0.05).

یافته ها

جدول 1 میانگین میزان سختی گروههای تحت مطالعه را نشان می دهد.

تجزیه و تحلیل داده‌ها بر اساس آزمون ANOVA یکطرفه نشان داد بین سه گروه مورد مطالعه تفاوت معنی داری وجود دارد P=0.000)) و آزمون تکمیلی Tukey HSD نشان داد که ماده سفید کننده خانگی اپالسنس به مراتب بیشتر از ماده سفید کننده خانگی کیمیا در کاهش سختی کامپوزیت مایکروهایبرید اثر می‌کند و این اختلاف از نظر آماری معنی‌دار می‌باشد ((P=0.000 اما میزان سختی کامپوزیت مورد آزمایش  در گروه کیمیا و گروه کنترل متفاوت از یکدیگر نمی‌باشد (P=0.280) (جدول 2).

 

 

جدول1 : مقایسه تأثیر مواد سفید کننده کیمیا و Opalescence PF بر ریزسختی  کامپوزیت مایکرو هایبرید

گروه‌ ها

تعداد

میزان سختی کامپوزیت (ویکرز)

Mean ± SD

فاصله اطمینان 95 درصد میانگین

F

P. value*

Opalescence

10

59/2 ± 57/86

(43/88  ،  71/84)


36/30

 

 

کیمیا

10

75/2 ± 56/95

(53/97  ،   59/93)

0.000

کنترل

10

59/4 ± 93/97

(64/94  ، 22/101)

 

* Analysis of Variance

 

 

 

جدول 2 : مقایسه دوبدوئی ریز سختی کامپوزیت مایکروهایبرید تحت تاثیر مواد سفید کنندهکیمیاو Opalescence PF

گروه (1)

گروه (2)

تفاوت میانگین ریز سختی کامپوزیتMean±SF

P. value*

Opalescence PF

کیمیا

53/1±98/8

P=0.000

کیمیا

کنترل

53/1±36/2

P=0.280

Opalescence PF

کنترل

53/1±35/11

P= 0.000

* Tukey HSD 

 

بحث

پیش‌آگهی و طول عمر کلینیکی هر ترمیم علاوه بر خواص مکانیکی به خواص فیزیکی و بیولوژیک ماده مورد استفاده نیز بستگی دارد. از نظر محققان و کلینیسین‌ها میزان سختی مواد ترمیمی دارای اهمیت بسزایی می‌باشد زیرا مقدار سختی با استحکام ماده، حد تناسب، قابلیت ایجاد سایش در ساختارهای دندانی مقابل یا ساییده شدن توسط آنها مرتبط می‌باشد. از این‌رو هر گونه کاهش سختی در اثر فعل و انفعالات شیمیایی که ممکن است در پی استعمال عوامل سفیدکننده حاصل شود می‌تواند بر طول عمر کلینیکی رستوریشن‌ها تأثیر نامطلوبی داشته باشد. بر همین اساس در مطالعه حاضر به بررسی تأثیر عوامل
سفیدکننده (دو عامل سفید کننده خانگی کیمیا و اپالسنس) بر میزان سختی یک نوع کامپوزیت مایکروهایبرید پرداخته شده است.

در این مطالعه برای تعیین میزان سختی هر نمونه، اندازه‌گیری در سه نقطه از نمونه انجام شد و میانگین سه مقدار بدست آمده به عنوان میزان سختی آن نمونه در نظر گرفته شد. این روش به این دلیل اتخاذ شد زیرا کامپوزیت‌ها ترکیبی از دو یا چند ماده شیمیایی متفاوت می‌باشند. کامپوزیت‌های  مورد استفاده در دندانپزشکی عمدتاً ترکیبی از فاز رزینی (فاز ماتریکس)، ذرات فیلر (فاز معدنی) و عامل پیوند دهنده بین ماتریکس و ذرات فیلر تحت عنوان Coupling agent می‌باشند و به میزان کمتر برخی افزودنیها (از قبیل عوامل آغازگر پلیمریزاسیون، مواد تثبیت کننده و پیگمان‌های رنگی) را نیز شامل می‌شوند. وجود فازهای گوناگون موجب می‌شود کامپوزیت‌ها از نظر خواص فیزیکی ساختار ناهمگنی داشته باشند و هرچه فازهای منتشر آنها بیشتر باشد، مقاومت و استحکام بیشتری دارند. در مواد دارای چنین خصوصیتی، جهت تعیین میزان سختی از روش نفوذ یک جسم کوچک نوک‌تیز در چند نقطه از ماده مورد نظر و سپس محاسبه میانگین سختی استفاده می‌شود(13) و یا اساساً از ابتدا جسم فرورونده‌ای انتخاب می‌شود که از سطح نسبتاً وسیع‌تری برخوردار می‌باشد (گلوله‌های فرو رونده در آزمایش سختی برینل که از قدیمی‌ترین روش‌های سنجش سختی فلزات و آلیاژهای دندانپزشکی محسوب می شود). در مطالعه حاضر برای اندازه‌گیری سختی، آزمایش سختی ویکرز بکار گرفته شد. برای اندازه‌گیری سختی مواد شکننده و مواد دندانی در سطوح کوچک، آزمایش سختی ویکرز شیوه‌ای مناسب تشخیص داده شده است.(18-14) در این روش تغییرات سطحی در عمق کمتر از 19 میکرومتر قابل اندازه‌گیری است.(19)

 در مطالعه حاضر طی آزمایش سختی سنجی از نیروی اعمالی برابر 300 گرم استفاده شد. در مطالعه Yap نیروی 500 گرم  بکار برده شد.(11) در حالیکه در  تحقیقCooley   15-3 کیلو گرم(10) و در تحقیق Bailey نیروی وارده بر نمونه‌های کامپوزیتی 150 گرم بوده است.(6)

در مطالعه قاسمی، مدنی نیروی بکار برده 50 گرم برای نمونه‌های کامپوزیتی و 500 گرم برای مینا گزارش شده است.(12) با این حال, میزان نیروی وارده معمولاً بر نتایج آزمایش تاثیر خاصی ندارد. مدت زمان اعمال نیرو در مطالعه حاضر 15 ثانیه و مشابه با مدت زمان موجود در تحقیقات دیگر می‌باشد.

از آنجائی که مواد سفید کننده دندان مورد نظر بیشتر با سطح ترمیم در تماس قرار دارد، این مطالعه ریز سختی سطحی را مورد بررسی قرار داد.

برای نگهداری نمونه‌های گروه کنترل طی دوره 14 روز و نیز نگهداری نمونه‌های تحت درمان با کیمیا و اپالسنس در فواصل بین استعمال ماده سفید کننده از آب مقطر استفاده شد. مطالعاتی مبنی بر کاربرد آب مقطر یا سرم فیزیولوژیک برای چنین منظوری وجود دارد.(12و9)

کلیه نمونه‌ها در دوره درمانی در محیط تاریک قرار داده شدند زیرا نور محیط یکی از عوامل تسریع کننده واکنش می‌باشد.

مطابق با سایر مطالعات، برای ایجاد سطحی صاف و بدون تضرس از نوار سلولوییدی در دو طرف کامپوزیت موجود در قالب استفاده شد. زیرا وجود تضاریس می‌تواند نتایج تست سختی سنجی را مخدوش نماید و با وجود نوار سلولوئیدی در مجاورت کامپوزیت صاف‌ترین سطح حاصل می‌شد(20و13و11) با این حال، سطح غنی از ماتریس تمام نمونه ها با فرزها و دیسک های پرداخت حذف گردید.

زمان استاندارد تابش اشعه 20 ثانیه برای هر لایه کامپوزیت می‌باشد که در اینجا با توجه به رنگ A3 که تیره‌تر بود و مدت زمان بیشتری جهت پلی مریزاسیون را طلب می‌کرد و جهت انجام پلی مریزاسیون کامل تا حد امکان40 ثانیه از هر طرف نور تابانده شد.

برای اطمینان از کامل شدن پلی مریزاسیون، نمونه‌های کامپوزیتی در آب مقطر نگهداری شدند. نتایج مطالعه حاضر نشان داد سختی کامپوزیت مایکرو هایبرید در اثر استفاده ماده سفید کننده خانگی کیمیا 16% و اپالسنس 15%  کاهش یافته است ولی این کاهش در نمونه‌های کیمیا تفاوت معنی‌داری با گروه کنترل نداشت در حالیکه در نمونه‌های اپالسنس تفاوت معنی‌داری مشاهده شد.

در مطالعه ای سختی کامپوزیت‌ها تحت عوامل سفید کننده خانگی افزایش یافته بود که به ادامه پلیمریزاسیون نسبت داده شد.(11) در حالیکه Nattoo خاطر نشان نمود که عوامل سفید کننده خانگی تأثیری بر سختی کامپوزیت رزین‌ها ندارند.(7)

Bailey نیز در تحقیق خود کاهش سختی کامپوزیت رزین‌های میکروفیل را در اثر استعمال ژل کاربامید پراکساید اعلام نمود.(6) در تحقیق Yap دیده شد که مواد سفید کننده بکار گرفته شده در مطب بر کامپوزیت‌های هایبرید بدون تأثیر می‌باشند.(10)

در مطالعه قاسمی، مدنی نیز کاهش معنی‌دار سختی بر اثر عوامل سفید کننده کیمیا و اپالسنس گزارش گردید که این تفاوت در نمونه‌های تحت تأثیر کیمیا بیشتر بود که به از دست رفتن ماتریکس و ایجاد شکاف در حد فاصل فیلر و ماتریکس نسبت داده شد.(12)

به عقیده Swift نتایج متناقض درباره تأثیر عوامل سفید کننده برسختی مواد ترمیمی هم‌رنگ‌ دندان احتمالاً به دلیل تفاوت در حساسیت مواد به عوامل سفیدکننده است.(4)

مطالعه سطح نمونه های کامپوزیتی که تحت درمان با مواد سفیدکننده دندان قرار گرفته اند، از دست رفتن ماتریکس و ایجاد ترک در محل فاصل ماتریکس و فیلر را گزارش نموده است.(21و10و6)  بنظر می رسد ترکیب ژل کیمیا می‌تواند تغییرات کمتری در ماتریکس و Coupling agent نمونه‌های کامپوزیتی نسبت به ژل اپالسنس ایجاد کند. در بحث نرم شدن کامپوزیت‌ها اعتقاد بر این است که در صورت مشابهت پارامتر حلالیت ماتریکس رزین و حلال در سختی کامپوزیت کاهش معنی داری دیده می‌شود.(26-22) این فرضیه احتمالاً می تواند توجیه کننده کاهش سختی کامپوزیت Z250 تحت تأثیر ژل اپالسنس گردد. از آنجا که در مورد خصوصیات ژل کیمیا و ترکیبات موجود در آن اطلاعات دقیقی موجود نیست، فقط می‌توان به احتمالات اکتفا نمود.

با توجه به درخواست روزافزون بیماران برای درمان‌های زیبایی، مطالعات بیشتر در مورد مقایسه تأثیرات مواد سفید کننده خارجی و ایرانی بر روی دیگر خصوصیات ترمیم‌ها مانند سایش، ریزنشت، آزادسازی عوامل بالقوه خطرناک (جیوه از ترکیبات آمالگام و متیل‌متاکریلات از ترمیم‌های کامپوزیت) و خشونت سطحی، همچنین مقایسه تأثیر این مواد با غلظت‌های مختلف و با زمان‌های متفاوت بر روی ساختمان دندانی و برخی خصوصیات ترمیم‌ها پیشنهاد می‌گردد. 

نتیجه گیری 

این مطالعه آزمایشگاهی نشان داد:

1 - سفید کردن دندان با عوامل مذکور سختی ترمیم های کامپوزیت  Z250را کاهش می دهد.

2- عامل سفید کننده کیمیا در مقایسه با عامل اپالسنس از نظر تاثیر برکاهش ریز سختی سطحی کامپوزیت Z250 مطلوب‌تر می‌باشد.

References

  1. Greenwall L. Bleaching techniques in restorative dentistry. 1th Ed. UK: Martin Dunitz Ltd; 2001. P. 28.
  2. Bitter NC. A SEM study of the long term effect of bleaching agents on the enamel surface. In vivo. Gen Dent 1995; 46: 84-8.
  3. 3.      Robinson F, Haywood VB, Meyers M. Effects of 10% carbamide peroxide on color of provisional restoration materials. J Am Dent Assoc 1997; 128: 727-31.
  4. Powell VL, Bales DJ. Tooth bleaching: its effects on oral tissues. J Am Dent Assoc 1991; 122: 50-4
  5. Nathoo SA, Chmieleski MB. Effects of Colgate Platinum profassional tooth whitenning system on microhardness of enamel, dentin and composite resins. Compend Contin Educ Dent 1994; 15: 627-30.
  6. Bailey SL, Swift ES. Effects of home bleaching products on composite resins. Quint Int 1992; 22: 489-96.
  7. McCracken MS, Haywood VB. Demineralisation effects of 10% carbamide peroxide. J Dent 1996; 24: 395-8.
  8. Kelleher MGD, Roe FJC. The safety in use of 10% carbamide peroxide (Opalescence) for bleaching teeth under the supervision of a dentist. Br Dent J 1999; 187(4): 190-4.
  9. Nathoo SA, Geaffar A. Studies on dental stains induced by antibacterial agents & rational approaches for bleaching dental stains. Adv Dent Res J 1995; 9(4): 462-7.
  10. Cooley RL, Burger KM. Effects of carbamide peroxide on composite resins. Quint Int 1991; 22: 817-21.
  11. Yap AUJ, Wattanapayungkul L. Effects of in-office tooth whiteners on hardness of tooth-colored restoratives. Oper Dent 2002; 27: 137-41.
  12. مدنی، لادن. استاد راهنما: امیر قاسمی. تعیین و مقایسه اثر دو ژل سفید کننده دندانی بر ریزسختی مینا و کامپوزیت دندانی. مقطع دکترای تخصصی، پایان نامه شماره 306، دانشکده دندانپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی 81-1380.
  13. Anusavice KJ. Phillips' science of Dental Materials. 10th ed. Philadephia: W.B.Saunders Co; 1996. P. 69.
  14. Hassan R, Caputo AA, Buoshah RF. Fracture toughness of human enamel. J Dent Res 1981; 60: 820-7.
  15. Morena R, Lockwood PE, Fairhurst CW. Frachure toughness of commercial dental porcelains. Dent Mater 1988; 2: 58-62.
  16. Lewinstein I, Rotstein I. Effect of trichloracetic acid on the microhardness and surface morphology of human dentin and enamel. Endod Dent Traumatol 1992; 6(1): 46-8.
  17. Lewinstein I. Ofek L, Gedalin I. Enamel rehardnening by soft cheeses. Am J dent 1993; 6: 46-8.
  18. Pratten DH, Johnson GH. An evaluation of finishing instruments for an anterior and posterior composite. J Prosthet Dent 1988; 60: 154-8.
  19. Yap AUJ, Wee KEC, Teoh SH. Effects of cyclic temperature changes on hardness of composite restoratives. Oper Dent 2002; 27: 25-9.
  20. Park SH, Krejci 1, Lotz F. Hardness of celluloid strip-finished or polished composite surfaces with time. J Prosthet Dent 2000; 83: 660-3.
  21. Yap AUP.Occlusal contact area (OCA) wear of two new composite restoratives. J Oral Rehab 2002; 29(2): 194-200.
  22. Mckinney JE, Wu W. Chemical softening and wear of dental composites. J Dent Res 1985; 64:1326-31.
  23. Papagiamoulis L, Zoutas J, Eliades G. Effects of topical fluoride agents on the morphologic characteristics and composition of resin composite restorative materials. J Prosthet Dent 1997; 77: 405-13.
  24. Wo W, Toth E, Moffa JF. Subsurface damage layer of in vivo worn dental composite restorations. J Dent Res 1984; 63: 675-80.
  25. Groeningen V, Jongebloed W, Arends J. Composite degradation: In vivo. Dent Mater 1986; 2: 225-7.
  26. Asmussen E, Uno S. Solubility parameters, fractional polarities and bond strength of some intermediary resin used in dentin bonding. J Dent Res 1993; 72: 558-63.
Journal of Mashhad Dental School
Volume 31, Issue 1,2
spring & Summer2007
April 2007
Pages 37-46

Files

History

  • Receive Date: 03 September 2013
  • Accept Date: 03 September 2013

Share

How to cite

Statistics