Comparing the shear bond strength between universal and fifth-generation adhesives in direct restorations: a randomized controlled laboratory study

Full Text

ОБОСНОВАНИЕ

Распространённость кариеса среди общей популяции остаётся на высоком уровне. Пришеечная область в большей степени уязвима к воздействию кариесогенных микроорганизмов, приводящему к деминерализации твёрдых тканей зубов [1].

В настоящее время адгезив 5-го поколения, который применяется в технике тотального травления, широко используется в клинической практике. Протокол применения этого адгезива часто модифицируется увлажняющими или антисептическими агентами [2, 3]. Преимуществами данной системы являются минимальное количество компонентов, простота использования и длительный, более 20 лет, опыт клинического применения [4, 5]. Адгезивы 5-го поколения используются с композитами светового отверждения, однако для применения с химическими композитами и композитами двойного отверждения требуется активатор химической полимеризации. Появление универсального адгезива в значительной мере расширило рамки выбора для клиницистов [6, 7]. Основными преимуществами применения универсальных адгезивных систем являются возможность выбора режима подготовки поверхности зуба (например, самопротравливание или система протравливания и смывания) и сочетаемость с композитами различных способов отверждения (фотополимеры, химического и двойного отверждения) [8–10].

Исследованию свойств универсальных адгезивов посвящено большое количество работ [11–15].

Например, в статье P. Malaquias и соавт. оценивали прочность связи на микросдвиг среди систем Clearfil Universal Bond, Prime&Bond Elect и One Coat 7 Universal в сравнении с группой контроля (All-Bond Universal и Adper Scotchbond Multi-Purpose; 4-е поколение). Более высокое среднее значение прочности связи в режиме фотополимеризации отмечается у адгезивных систем Clearfil Universal Bond и Prime&Bond Elect по сравнению с бондом All-Bond Universal. В режиме двойного отверждения с использованием самоотверждающегося активатора у адгезивной системы Adper Scotchbond Multi-Purpose отмечаются более высокие средние значения, чем у адгезивных систем Clearfil Universal Bond и One Coat 7 Universal (спустя 24 ч). Ни одна универсальная адгезивная система не снизила уровень адгезии из-за режима отверждения или времени хранения образцов в дистиллированной воде до испытания [16].

Оценка клинической эффективности адгезивной системы исключительно на основе анализа данных испытаний прочности связи является недостаточной, целесообразно проведение ряда дополнительных исследований в лабораторных условиях: потеря ретенции реставраций после термоциклирования, испытания на краевую адаптацию пломб в удалённых зубах [17].

ЦЕЛЬ

Cравнение адгезионной прочности на сдвиг композитной реставрации с твёрдыми тканями зуба с использованием универсальной адгезивной системы и адгезивной системы 5-го поколения в лабораторных условиях до и после термоциклирования.

МЕТОДЫ

Дизайн исследования

Проводили экспериментальное многоцентровое проспективное контролиролируемое (в качестве контрольной группы применялась универсальная адгезивная система на образцах экстрагированных зубов) рандомизированное неослеплённое исследование.

Лабораторное исследование включало следующие этапы: подготовка образцов, использование лабораторных методов (термоциклирование образцов, проверка адгезионной прочности образцов на сдвиг), статистическая обработка данных в программе SPSS Statistics.

Экспериментальная модель

Для приготовления образцов использовали удалённые по пародонтологическим показаниям зубы без кариозных повреждений и больших пломб.

Подбор участников в группы. 20 образцов (объектов исследования) случайным образом были поделены на 2 группы (по 10 образцов в каждой).

Подготовка объекта к эксперименту. Зуб распиливали на две половины и монтировали в блок самотвердеющей пластмассой таким образом, чтобы плоскость среза зуба, рабочая поверхность для испытания, была открыта и находилась на поверхности блока. Рабочую поверхность среза зуба шлифовали в области эмалево-цементного соединения до обнажения дентина, промывали водой, подсушивали.

Экспериментальное воздействие

В экспериментальной группе образцов (группа 1) применяли адгезивную систему 5-го поколения, а в контрольной группе (группа 2) — универсальную адгезивную систему. На рабочую поверхность образцов группы 1 была нанесена универсальная адгезивная система Universal Bond II (Tokuyama Dental, Япония) в соответствии с инструкцией производителя. В группе 2 применяли адгезив 5-го поколения OptiBond Solo Plus (KERR, США). После отверждения адгезива на его поверхность устанавливали пластиковую цилиндрическую форму высотой 3 мм и диаметром формирующего отверстия также 3 мм. На обработанную адгезивом поверхность зуба наносили тонкий слой текучего композитного материала EsFlow (SPIDENT, Южная Корея), а затем заполняли оставшуюся часть формы композитным материалом в виде пасты Point-4 (SPIDENT, Южная Корея). Композитные материалы отверждали послойно с помощью лампы для полимеризации LED В (Woodpecker, Китай) (420–480 нм, мощностью 1200 мВт/см²) в течение 20 с. После этого образец выдерживали в форме 10 мин, затем форму снимали, образец адгезионного соединения «композит–зуб» помещали в дистиллированную воду и выдерживали в течение 24 ч при температуре (37 ± 1) °С. Подготовленные образцы укладывали в перфорированный лоток и подвергали 1000 термоциклов со значением температур (5 ± 2) °С и (60 ± 2) °С в течение 30 с и с интервалами 30 с между ними при каждой из температур. Испытания адгезионной прочности на сдвиг подготовленных образцов проводили на универсальной испытательной машине SYNTHEZ 5 (Recherches & Realisations, Франция) при скорости движения траверсы 5 мм/мин согласно методике ГОСТ Р 56924-2016 «СТОМАТОЛОГИЯ. Материалы полимерные восстановительные» (п. 7.15).

Условия проведения эксперимента. Лабораторные испытания выполнены на базе кафедры пропедевтики стоматологических заболеваний Медицинского института Российского университета дружбы народов имени Патриса Лумумбы (Москва) и ООО «Технодент» (Белгород) в течение 6 мес: с июня 2023 по декабрь 2023 года.

Критерии соответствия (отбора). Испытания проводились в соответствии с ГОСТ Р 56924-2016 «СТОМАТОЛОГИЯ. Материалы полимерные восстановительные».

Целевые показатели исследования

Прочность на сдвиг при сравнении универсальных адгезивов и адгезивов 5-го поколения в прямой адгезивной технике реставрации оценивали в соответствии с вышеуказанным ГОСТом, согласно которому адгезионная прочность при сдвиге в соединении с твёрдыми тканями зуба должна быть ≥7 МПа (МПа — единица измерения адгезионной прочности). Показатели, зафиксированные в ходе испытания двух типов адгезионных составов, подверглись статистическому анализу. Сравнение проводили с эталонным показателем в 7 МПа, с учётом фактических результатов измерений.

Статистические методы

Обработка полученных данных была произведена в программе SPSS Statistics (IBM, США). Сравнивали средние значения прочности на сдвиг между двумя группами. Статистическую значимость результатов исследования подтверждали определением уровня значимости (p). Все значения p < 0,05 (p = 0,010322).

РЕЗУЛЬТАТЫ

Результаты исследования показали, что адгезионная прочность на сдвиг в группе 1 (с применением универсальной адгезивной системы) составила 17,48 ± 3,30 МПа, что в 2,5 раза превышает требования ГОСТ Р 56924-2016. В группе 2 (с применением адгезивной системы 5-го поколения) адгезионная прочность на сдвиг составила 16,54 ± 3,91 Мпа, что в 2,4 раза выше требований ГОСТ Р 56924-2016. Установлено, что адгезионная прочность при сдвиге в группе образцов с применением универсальной адгезивной системы выше в 1,05 раза по сравнению с образцами в группе с применением адгезивной системы 5-го поколения. Результаты между группами 1 и 2 статистически значимы при р < 0,05 (p = 0,010322).

ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты проведённого авторским коллективом собственного исследования демонстрируют, что адгезионная прочность универсальной системы превышает адгезионную прочность адгезивной системы 5-го поколения (p = 0,010322).

Процесс восстановления дефектов пришеечной локализации затруднён ввиду сложности изоляции, труднодоступности полости, мультифакторности этиологии дефектов, фиксации материала на границе различных по структуре тканей зуба. Увеличенная окклюзионная нагрузка является дополнительным фактором развития поражений в пришеечной области. В месте перехода эмали в корневой цемент её слой особо тонкий. Кроме того, важное значение имеют её структура, минеральный состав, а также наличие цемента и дентина. Из-за большего модуля упругости эмаль хуже переносит неосевые нагрузки, что может влиять на размер полости и характер разрушения тканей.

В исследовании M. Kawazu и соавт. универсальная адгезивная система Scotchbond Universal (8-е поколение) образует связь с дентином, прочность её при сдвиге не снижается по сравнению с исходным уровнем ни при каких условиях деградации: 36,6 МПа после 24 ч, 44 МПа после 10 000 термоциклов, 45,6 МПа после 30 000 термоциклов и 43,3 МПа после 50 000 термоциклов в режиме протравливания и смывания, что делает применение данного универсального адгезива весьма перспективным. Наши данные получены с другим адгезивом и в режиме самопротравливания, что объясняет более низкие показатели адгезии [18].

Наши результаты подтверждает и работа S. Brkanović и соавт., посвящённая исследованию прочности связи на сдвиг трёх универсальных адгезивных систем: G2-Bond Universal (GC, Япония), Clearfil SE Bond (Kuraray Noritake, Япония) и Scotchbond Universal Plus (3M, США) — с дентином после различных режимов хранения образцов и травления. Термоциклирование и выбор адгезивной системы в значительной степени определяют прочность связи на сдвиг. Наименьшее значение прочности связи зафиксировано у адгезива Scotchbond Universal Plus (среднее значение 24,78 МПа), в то время как G2-Bond Universal показала желаемую прочность связи на сдвиг с дентином по сравнению с другими адгезивами даже после одного года в ротовой среде (среднее значение 35,15 МПа). Из полученных результатов авторы сделали вывод, что универсальный адгезив G2-Bond Universal без HEMA является наиболее эффективным универсальным адгезивом для клинической практики при использовании в режиме самопротравливания [19].

Исследование E. Hirokane и соавт. посвящено изучению изменения прочности соединения, образуемого универсальной адгезивной системой с эмалью непосредственно после полимеризации адгезива. Перед проверкой прочности на сдвиг образцы хранились в дистиллированной воде при температуре 37 °C в течение 5 мин либо 1, 6, 12 или 24 ч. Адгезив Universal Bond (Tokuyama Dental, Япония) при однослойном нанесении в режиме самопротравливания показал средние значения прочности связи на сдвиг: от 15,4 (1,7) до 29,6 (4,1) МПа, что совпадает с нашими данными по этому универсальному адгезиву [20].

Результаты исследования N.I. Krikheli и соавт. коррелируют с результатами, полученными в ходе собственного исследования. Прочность на сдвиг у универсальной адгезивной системы Single Bond Universal выше, чем у адгезивной системы 5-го поколения (Adper SingleBond 2). Система Single Bond Universal в режиме тотального травления продемонстрировала значения 15,6 ± 4,8 МПа, в технике избирательного травления — 19,70 ± 6,04 МПа, в технике самопротравливания — 17,90 ± 5,85 МПа. Группы образцов с Single Bond Universal в технике селективного травления (19,74 МПа) и технике самопротравливания (17,9 МПа) имели самые высокие значения прочности связи при сдвиге. Универсальная адгезивная система с техникой тотального травления и адгезивная система 5-го поколения имели статистически схожие данные (p ≥0,05). Контрольная группа с адгезивной системой тотального травления Adper SingleBond 2 имела самую низкую прочность связи при сдвиге (15,01 МПа) [21].

В исследовании A.C. Diniz и соавт. проведено сравнение прочности на сдвиг, образуемой универсальными адгезивами. В режиме самопротравливания адгезив Single Bond Universal (3M, США) продемонстрировал прочность 18,40 ± 2,2 МПа, Futurabond U (VOCO, Германия) — 28,43 МПа, Clearfil SE Bond (Kuraray Noritake, Япония) — 23,73 МПа с эмалью в режиме тотального протравливания и самопротравливания [22].

В исследованиях E. Hirokane и соавт. [20], A.C. Diniz и соавт. [22] изучена прочность соединения адгезивной системы и эмали, в работах M. Kawazu и соавт. [18], S. Brkanović и соавт. [19] — адгезивной системы и дентина, в работе N.I. Krikheli и соавт. [21] — адгезивной системы с тканями зуба на эмалево-дентинной границе. Отличия показателей в полученных результатах обусловлены разным составом адгезивных систем, протоколами подготовки поверхности, а также различными тканями зуба, с которыми определялась прочность на сдвиг. Наиболее близкими нашим данным по значениям являются результаты, полученные N.I. Krikheli и соавт. [21], так как изучалась прочность на сдвиг адгезива и тканей зуба в области эмалево-дентинной границы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Адгезионная прочность универсальной адгезивной системы превышает адгезионную прочность адгезивной системы 5-го поколения в 1,05 раза и составляет 17,48+3,30 МПа (р < 0,05), что свидетельствует о высокой эффективности данных систем в клиническом применении при локализации дефектов в пришеечной области.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вклад авторов. С.Н. Разумова, А.С. Браго — концептуализация и разработка методологии; О.Р. Руда, А.Г. Таландис — программное обеспечение, формальный анализ, лабораторные испытания; Д.А. Гусейнова — исследование базы данных и обработка; О.Р. Руда — подготовка и написание текста рукописи; С.Н. Разумова, А.С. Браго — написание и критический анализ текста; Л.М. Хасханова, Р.М. Брагунова — статистическая обработка данных. Все авторы одобрили рукопись (версию для публикации), а также согласились нести ответственность за все аспекты работы, гарантируя надлежащее рассмотрение и решение вопросов, связанных с точностью и добросовестностью любой её части.

Этическая экспертиза. Исследование одобрено комитетом по этике Медицинского института ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы» (выписка из протокола № 12 от 17.11.2022).

Источники финансирования. Отсутствуют.

Раскрытие интересов. Авторы заявляют об отсутствии отношений, деятельности и интересов за последние три года, связанных с третьими лицами (коммерческими и некоммерческими), интересы которых могут быть затронуты содержанием статьи.

Оригинальность. При создании настоящей работы авторы не использовали ранее опубликованные сведения (текст, иллюстрации, данные).

Доступ к данным. Все данные, полученные в настоящем исследовании, доступны в статье.

Генеративный искусственный интеллект. При создании настоящей статьи технологии генеративного искусственного интеллекта не использовали.

Рассмотрение и рецензирование. Настоящая работа подана в журнал в инициативном порядке и рассмотрена по обычной процедуре. В рецензировании участвовали два внешних рецензента, член редакционной коллегии и научный редактор издания.

ADDITIONAL INFORMATION

Author contributions: S.N. Razumova, A.S. Brago: conceptualization, methodology, writing — original draft, writing — review & editing; O.R. Ruda, A.G. Talandis: software, formal analysis, investigation; D.A. Guseinova: data curation; O.R. Ruda: writing — original draft; L.M. Khaskhanova, R.M. Bragunova: formal analysis. All the authors approved the final version of the manuscript for publication and agreed to be accountable for all aspects of the work, ensuring that questions related to the accuracy or integrity of any part of the work are appropriately investigated and resolved.

Ethical approval: This study was approved by the Ethics Committee of the Medical Institute, Peoples’ Friendship University of Russia (Minutes No. 12, dated November 17, 2022).

Funding sources: No funding.

Disclosure of interests: The authors have no relationships, activities or interests for the last three years related with for-profit or not-for-profit third parties whose interests may be affected by the content of the article.

Statement of originality: No previously obtained or published material (text, images, or data) was used in this study or article.

Data availability statement: All data obtained in this study are available in this article.

Generative AI: No generative artificial intelligence technologies were used to prepare this article.

Provenance and peer review: This paper was submitted unsolicited and reviewed following the standard procedure. The peer review process involved one external reviewer, two members of the Editorial Board, and the in-house scientific editor.

About the authors

Svetlana N. Razumova

Peoples' Friendship University of Russia

Email: razumova-sn@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-9533-9204
SPIN-code: 6771-8507

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Moscow

Anzhela S. Brago

Peoples' Friendship University of Russia

Email: anzhela_bogdan@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8947-4357
SPIN-code: 2437-8867

MD, Cand. Sci. (Medicine), Associate Professor

Russian Federation, Moscow

Oxana R. Romanovna

Peoples' Friendship University of Russia

Author for correspondence.
Email: oxaruda@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9068-4722
SPIN-code: 7871-6802
Russian Federation, Moscow

Artur G. Talandis

Peoples' Friendship University of Russia

Email: talandis_ag@pfur.ru
ORCID iD: 0009-0003-4955-360X
SPIN-code: 2840-9820
Russian Federation, Moscow

Lamara M. Khaskhanova

Peoples' Friendship University of Russia

Email: Minutka7@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8167-7720
SPIN-code: 4209-0600
Russian Federation, Moscow

Ruzanna M. Bragunova

Peoples' Friendship University of Russia

Email: bragunova-rm@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0003-4164-9044
SPIN-code: 8727-2980
Russian Federation, Moscow

Dzhanane A. Guseinova

Peoples' Friendship University of Russia

Email: Guseynova_da@pfur.ru
ORCID iD: 0009-0003-9512-1664
Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files