Konec amalgámu a hledání jeho alternativy - Universalní “Injectables”
V předchozím článku o materiálech zesílených skelnými vlákny jsme zmínili, že některé vlastnosti amalgámů, jako například odolnost v tlaku, jsou stále unikátní. Je možné jako alternativu amalgámu použít skupinu univerzálních vysoce plněných tekutých materiálů? Odpověď jsme hledali v aktuálních studiích.
O své praktické zkušenosti s materiálem G-aenial Universal Injectable se s námi podělili MDDr. Ondřej Kříž a MDDr. Tomáš Čalkovský.
.jpg)
(Zdroj: Použito s laskavým svolením GC, Česká republika)
Co jsou univerzální injectables
Klasické flow kompozity obsahovaly ve srovnání s tuhými kompozity výrazně méně částic plniva (35–50 % hmotnostního procenta), což vedlo k jejich hlavním nedostatkům: nižší leštitelnosti a nepravidelnost povrchu.
Díky vyššímu obsahu plniva (více než 55 % hmotnostního procenta) tyto materiály vykazují lepší mechanické a estetické vlastnosti, přičemž si stále uchovávají žádoucí konzistenci, schopnost rovnoměrného rozložení i pronikání do nerovností, což zajišťuje dobrou adaptaci na okrajích. (3)
(Zdroj: Použito s laskavým svolením GC, Česká republika)
Proč GC přišlo s materiálem G-aenial Universal Injectable?
GC se zaměřilo na dva důležité parametry: rovnoměrné rozložení a silanizaci plniva. Vyvinulo vlastní technologie, které umožnily zlepšit pevnost kompozitů GC s minimální potřebou manipulace při zachování jejich nízké viskozity. (1)
V roce 2010 představila společnost GC G-ænial Universal Flo, první injekční kompozit vhodný pro kompletní obnovu všech kavit. Od té doby GC pokračovalo ve vývoji a výsledkem je G-ænial Universal Injectable, nejnovější injekční kompozit od GC. (1)
(Zdroj: Použito s laskavým svolením GC, Česká republika)
Jak se GUI liší od ostatních injectables?
Přestože má G-ænial Universal Injectable nízkou viskozitu, obsahuje vysoký podíl plniva – 69 % hmotnostních procent. Jeho formulace je založena na částicích barya (150 nm), které jsou díky technologii Full-coverage Silane Coating (FSC) silně vázány do pryskyřičné matrix.
Silanizace ovlivňuje trvanlivost vazby mezi plnivem a pojivem, stejně jako povrchovou energii částic. (1)
G-ænial Universal Injectable je o 252 % více radiopákní než hliník, což zajišťuje snadné rozlišení výplně od kazu či tvrdých zubních tkání bez vzniku artefaktů. (1) Materiál je také vhodný pro injectable moulding technique, což je metoda výroby kompozitních fazet pomocí průsvitného silikonového klíče. (3)
(Zdroj: Použito s laskavým svolením GC, Česká republika)
Dále zavedení hybridních a nanonaplněných kompozitních pryskyřic vylepšilo povrchovou úpravu a texturu výplní, což vedlo k přirozenějšímu vzhledu (7).
Jedním z důvodů výměny kompozitní výplně ve frontálním úseku chrupu je změna odstínu nebo marginální pigmentace. (7)
Na těchto změnách se podílejí faktory jako jsou složení a struktura pojiva, vlastnosti částic plniva, dosažená míra polymerizace a absorpce vody materiálem (nasákavost).
Moderní univerzální „injectables“ se snaží o dokonalý profil vlastností, aby si výplně uchovaly (a ideálně zlepšily) svůj vzhled během let. (7)
Povrch jakékoliv výplně by neměl podporovat akumulaci plaku.
Indikace
Výrobce uvádí široké spektrum použití (1):
- Přímá výplň pro kavity třídy I, II, III, IV a V
- Kompozitní fasety
- Pečetění fissur
- Překrytí hypersenzitivních oblastí
- Oprava (ne)přímých estetických výplní, provizorních korunek a můstků, defektních okrajů, pokud se nacházejí ve sklovině
- Vyblokování podsekřivých oblastí
- Podkladová vrstva nebo základ
- “Razítková” technika
(Zdroj: Použito s laskavým svolením GC, Česká republika)
Klinická zkušenost MDDr. Ondřeje Kříže a MDDr. Tomáše Čalkovského
MDDr. Ondřej Kříž a MDDr. Tomáš Čalkovský, kteří G-aenial Universal Injectable ve své praxi pravidelně používají, se s námi podělili o své zkušenosti.
"Na rozdíl od EverX Flow je materiál tekutý, ale není tixotropní. To znamená, že po aplikaci z kanyly drží svůj tvar a lze ho tvarovat pomocí sondy nebo hladítka."
"Je vhodný pro dostavbu hrbolků (včetně poslední vrstvy), aproximálních stěn nebo pro zaplnění vstupů do kanálků. Vysoká leštitelnost je dána nanočásticemi plniva (150 nm), které jsou srovnatelné s jinými nanoplnivy," říká MDDr. Čalkovský.
Doktor Čalkovský doporučuje použít G-aenial injectable k dostavbě sousedního zubu ošetřeného z aproximální strany. Materiál lze tvarovat do ideálního tvaru bříška zubu a nikam se neroztéká.
"Jednu aproximální stěnu si dostavíte s G-aenial injectable z volné ruky bez matrice a druhou s použitím matrice, pro optimální bod kontaktu."
(Zdroj: Použito s laskavým svolením GC, Česká republika)
Přehled studií
Disclaimer: Přestože in vitro testy ukazují dobré výsledky u materiálů G-aenial, tento typ studií je na nižších příčkách hierarchie vědeckých důkazů (hierarchy of evidence).
Stabilita barvy
Injekční kompozity jsou vhodné pro použití ve frontálním úseku. Proto jsou na ně kladeny vysoké nároky na jejich leštitelnost, nízkou míru opotřebení a barevnou stálost.
Sufyan Garoushi, PK Vallittum L Lassila spolu s dalšími významně přispěli k výzkumu v oblasti kompozitních materiálů s krátkými skleněnými vlákny (SFRC). Více o těchto materiálech si můžete přečíst v tomto článku.
Ve studii se tato skupina vědců zaměřila na hodnocení stability barvy šesti komerčních kompozitních pryskyřic, které byly vystaveny běžně konzumovaným nápojům. Sto padesát vzorků používaných tuhých, tekutých a univerzálních kompozitů bylo testováno na barevné změny (∆E) na počátku, po 84 dnech a po repolishingu. (7)
Ponoření po dobu 12 týdnů účinně simulovalo 7 let konzumaci nápoje.
Káva a červené víno vedly k nejvýraznějšímu zabarvení kompozitů, což bylo snadno pozorovatelné pouhým okem. Cola a energetické nápoje nevykázaly tak silné spojení s barevnými změnami ve srovnání s kávou a vínem. Mnoho studií ukázalo, že delta E hodnoty v rozmezí 1 až 3 jsou viditelné pouhým okem, přičemž 3,3 se považuje za klinicky nepřijatelné.(7)
Výsledky: Podle výsledků G-aenial Universal Injectable vykazoval vyšší míru diskolorace pouze u energetických nápojů ve srovnání s Filtek Universal Restorative, který má totožné indikace použití. EverX Flow dosahoval poměrně dobrých výsledků, avšak tento materiál není určen pro vytvoření poslední vrstvy výplně kvůli jeho estetickým vlastnostem. (7)
Je důležité poznamenat, že v ústní dutině mohou mít faktory jako teplo z horkých nápojů a jídla, sliny a jiné tekutiny výraznější vliv. Kromě toho může proces žvýkání měnit drsnost povrchu kompozitu, což umožňuje zabarvovacím faktorům a usazeninám zůstat na drsných površích po delší dobu. (7) To zkoumali jiné studie, kterým se budeme věnovat.
Drsnost povrchu
Když postoupíme o kus dál, měli bychom porovnat injekční kompozity s tuhými kompozitními materiály, které jsou určeny pro poslední vrstvu materiálu u přímých výplní.
V následující studii byla porovnávána drsnost povrchu (Ra) a opotřebení tenkých okluzálních fazet (TOV) vyrobených z různých injekčních kompozitních materiálů a porovnání s materiálem na bázi pryskyřice CAD/CAM (Cerasmart). (6)
Výsledky: G-aenial Universal Injectable vykazoval nižší drsnost povrchu a menší opotřebení povrchu, jak co do objemu odstraněných částic, tak do hloubky opotřebení, a to signifikantně.
V dalším článku autoři vzorky vystavili různým vlivům, které na kompozitní materiál v ústní dutině mohou působit.
Nejprve byly vzorky testovány ohybovým zátěžovým testem (bending test), poté ponořeny do vody a následně podrobeny testu simulujícím opotřebení povrchu pomocí nerezových kuliček. Nakonec byla zaznamenána drsnost povrchu, hloubka opotřebení a objemová ztráta. (8)
Výsledky: Nejvyšší ohybová pevnost byla u G-aenial Univerzal (dále jen GU) a to 143 Mpa nebo 108 MPa po 30 dnech ve vodě. Nicméně GIU vykazoval nejvyšší modul pružnosti ve všech testovacích bodech (7,55 GPa - 7,22 GPa). Injekční kompozity měly výrazně nižší drsnost a GU vykazoval nejmenší hloubku opotřebení (19 mikrometrů). Z tohoto pohledu měl GU nejlepší výsledky v odolnosti vůči opotřebení. (8)
(a) G-aenial Universal, (b) (Filtek Supreme Flowable Restorative (c) Dyract Flowable (d) Beautifil Injectable
Testované injekční a tekuté kompozity překročily mez ohybové pevnosti doporučenou pro materiály typu I dle normy ISO 4049:2019, což potvrzuje jejich kvalifikaci pro výplně zahrnující okluzální plochy. (8)
Opotřebení a biokompatibilita
Další studie se snažila zhodnotit, který materiál si zachová nejlepší lesk po simulaci čištění zubů.
In vitro test abraze zubním kartáčkem byl proveden pomocí simulátoru čištění zub. Elektrický zubní kartáček (Oral-B Professional, Braun, Frankfurt, Německo) byl upevněn na držák. Všechny vzorky byly podrobeny 60 minutám čištění se standardizovanou silou 2 N. (11)
Hodnoty lesku před a po simulovaném čištění zubů jsou uvedeny v Tabulce 2. Medián hodnot lesku se pohyboval od 78,4 do 91,4 GU před čištěním a od 12,6 do 61,0 GU po čištění zubů. Po čištění vykazoval GUF nejvyšší hodnotu lesku. GUF vykazoval nejnižší hodnotu drsnosti povrchu (Ra 0,11 μm) ze všech testovaných materiálů.
Celou studii si můžete přečíst zde.
Výbornou odolnost vůči abrazi deklaruje i výrobce:
Na grafu je vidět opotřebení povrchu GUI v porovnání s tuhými (Filtek Supreme XTE a Tetric EvoCeram) a dalšími flow materiálmi. (1)
Polymerizační kontrakce
Obecně u tekutých materiálů (flowable) nás trápí vysoká míra polymerizačního smrštění (typicky okolo 6 %), zatímco pozorujeme nízkou míru polymerizačního stresu (1–3 %), což je výhodou.
Objemové smrštění se pohybovalo v rozmezí od 1,80 % (G-aenial AĆHORD) do 3,89 % (GUI). Stupeň konverze pro testované pryskyřičné kompozity se pohyboval od 36 % (GUI) do 52 % (EverXFlow). Modul pružnosti (flexural modulus) byl u EverX Posterior 14,8, u GUI 7,2 (nejnižší hodnota byla u G-aenial Posterior 6,6). (9)
Celý článek si můžete přečíst pod tímto odkazem.
U GUI výrobce deklaruje poměrně nízkou míru kontrakce oproti jiným materiálům. (1)Výrobce uvádí, že G-ænial Universal Injectable má objemové smrštění srovnatelné s bulk-fill a konvenčními tekutými kompozity, ale vyšší než konvenční tuhé kompozity.
Pevnost v ohybu (Flexural strength)
Od ideálního materiálu bychom očekávali současně nízkou polymerační kontrakci a stres.
V této studii vysoce plněné tekuté kompozitní pryskyřice s nanočásticemi plniva překonaly konvenční tekutý kompozit (Tetric Evoflow) a tuhý kompozit (Empress Direct), pokud jde o odolnost vůči opotřebení a ohybovou pevnost, a mohou být vhodné pro použití v okluzálních, zátěžových oblastech. (5)
Zdroj: Comparison of Flexural Strength and Wear of Injectable, Flowable and Paste Composite Resins
Výrobce ve své studii uvádí, že ohybová pevnost G-ænial Universal Injectable (173 MPa) je podobná nebo dokonce vyšší než u testovaných tuhých kompozitů díky optimalizovanému složení monomeru a nové technologii povrchové úpravy. Vysoký podíl plniva (69 % hmotnosti) také hraje významnou roli v dosažení této pevnosti. (1)
Obrázek byl převzatý z této studie z dílny doktoru Garoushi S, Vallittu P, Bociong, Lassila L a dalších. Bylo ukázáno, že nejmenší polymerizační stres byl u materiálu SDR flow + (do 1,4 MPa), přičemž mateiály řady EverX a G-aenial Injectable vykazovali nejvyšší polymerizační stres nad 4 MPa.
Při hodnocení mechanické odolnosti materiálu je vhodné také určit modul pružnosti. Modul pružnosti (Youngův modul) je mírou tuhosti materiálu a je definován počátečním sklonem křivky napětí-deformace.(1)
Zdroje
(1) All + FSC technology
G-aenial-universal-injectable-technical-manual.pdf
(2) Color stability https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38902697/
Jrady A, Ragab H, Algahtani FN, Osman E. In vitro study on the impact of various polishing systems and coffee staining on the color stability of bleach-shaded resin composite. BMC Oral Health. 2024 Jun 20;24(1):712. doi: 10.1186/s12903-024-04474-5. PMID: 38902697; PMCID: PMC11191283.
(3) Surface smoothness https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37039335/
Vulović S, Stašić JN, Ilić J, Todorović M, Jevremović D, Milić-Lemić A. Effect of different finishing and polishing procedures on surface roughness and microbial adhesion on highly-filled composites for injectable mold technique. J Esthet Restor Dent. 2023 Sep;35(6):917-926. doi: 10.1111/jerd.13045. Epub 2023 Apr 11. PMID: 37039335.
(4) Depth of cure https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37039335/
Ludovichetti FS, Lucchi P, Zambon G, Pezzato L, Bertolini R, Zerman N, Stellini E, Mazzoleni S. Depth of Cure, Hardness, Roughness and Filler Dimension of Bulk-Fill Flowable, Conventional Flowable and High-Strength Universal Injectable Composites: An In Vitro Study. Nanomaterials (Basel). 2022 Jun 7;12(12):1951. doi: 10.3390/nano12121951. PMID: 35745293; PMCID: PMC9228197.
(5) Flexural strength https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39410319/
Rajabi H, Denny M, Karagiannopoulos K, Petridis H. Comparison of Flexural Strength and Wear of Injectable, Flowable and Paste Composite Resins. Materials (Basel). 2024 Sep 27;17(19):4749. doi: 10.3390/ma17194749. PMID: 39410319; PMCID: PMC11477787.
(6) Surface smoothness https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10569885/
Elsahn NA, El-Damanhoury HM, Shirazi Z, Saleh ARM. Surface Properties and Wear Resistance of Injectable and Computer-Aided Design/Computer Aided Manufacturing-Milled Resin Composite Thin Occlusal Veneers. Eur J Dent. 2023 Jul;17(3):663-672. doi: 10.1055/s-0042-1750769. Epub 2022 Oct 11. PMID: 36220115; PMCID: PMC10569885.
(7) Color stability (vallitu) https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37875872/
Uctasli MB, Garoushi S, Uctasli M, Vallittu PK, Lassila L. A comparative assessment of color stability among various commercial resin composites. BMC Oral Health. 2023 Oct 24;23(1):789. doi: 10.1186/s12903-023-03515-9. PMID: 37875872; PMCID: PMC10598901.
(8) Wear and biocompatibility https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38697507/
Chen Y, Bai X, Xu M, Zhou T, Loh YM, Wang C, Pow EHN, Tsoi JKH. The mechanical, wear, antibacterial properties and biocompatibility of injectable restorative materials under wet challenge. J Dent. 2024 Jul;146:105025. doi: 10.1016/j.jdent.2024.105025. Epub 2024 May 1. PMID: 38697507.
(9) Shrinkage https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38325167/
Szczesio-Wlodarczyk A, Garoushi S, Vallittu P, Bociong K, Lassila L. Polymerization shrinkage of contemporary dental resin composites: Comparison of three measurement methods with correlation analysis. J Mech Behav Biomed Mater. 2024 Apr;152:106450. doi: 10.1016/j.jmbbm.2024.106450. Epub 2024 Feb 1. PMID: 38325167.
(10) Shrinkage https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36062844/
Khoramian Tusi S, Hamdollahpoor H, Mohammadi Savadroodbari M, Sheikh Fathollahi M. Comparison of polymerization shrinkage of a new bulk-fill flowable composite with other composites: An in vitro study. Clin Exp Dent Res. 2022 Dec;8(6):1605-1613. doi: 10.1002/cre2.656. Epub 2022 Sep 5. PMID: 36062844; PMCID: PMC9760135.
(11) Color stability + wear https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29998939/
Lai G, Zhao L, Wang J, Kunzelmann KH. Surface properties and color stability of dental flowable composites influenced by simulated toothbrushing. Dent Mater J. 2018 Sep 30;37(5):717-724. doi: 10.4012/dmj.2017-233. Epub 2018 Jul 12. PMID: 29998939.
(12) Shrinkage stress https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38296513/
Szczesio-Wlodarczyk A, Garoushi S, Vallittu P, Bociong K, Lassila L. Polymerization shrinkage stress of contemporary dental composites: Comparison of two measurement methods. Dent Mater J. 2024 Mar 29;43(2):155-163. doi: 10.4012/dmj.2023-192. Epub 2024 Jan 31. PMID: 38296513.
