Comparative analysis of the strength of restoration polymers of light polymerization for dental restoration using the acoustic emission method: part one

Authors

  • Віктор Степанович Кухта Львівський національний медичний університет ім. Данила Галицького, м. Львів, Україна
  • Валентин Федорович Макєєв Львівський національний медичний університет ім. Данила Галицького, м. Львів, Україна
  • Олександр Сергійович Кирманов Львівський національний медичний університет ім. Данила Галицького, м. Львів, Україна
  • Наталія Романівна Ключковська Львівський національний медичний університет ім. Данила Галицького, м. Львів, Україна
  • Валентин Романович Скальський Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України, м. Львів, Україна
  • Олена Михайлівна Станкевич Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України, м. Львів, Україна

DOI:

https://doi.org/10.33295/1992-576X-2021-3-26

Keywords:

polymer composites, strength, acoustic emission method

Abstract

Purpose. Comparative analysis of the strength of hybrid restoration composites of light polymerization during their local loading using the phenomenon of acoustic emission. The following restoration composites were studied: Latelux, Tetric N-Ceram, Charisma Classic.
Results. It was determined that the nature of the destruction of all composites is the same: elastic-plastic at the initial stage of the load with a transition to brittle as its further growth. Three types of composite failure are observed: correct, incorrect and mixed. The first predominated during fracture under the action of local loading of the Latelux composite, for Tetric N-Ceram and Charisma Classic materials a mixed type of fracture is characteristic.
Conclusions. Analysis of the parameters of the AE signals showed that the signals had the highest amplitude and energy when the Tetric N-Ceram composite was destroyed, and the lowest – Latelux. All dental composites are dominated by high-energy ductile-brittle and brittle fracture, which indicates the spread of micro- and macrocracks of various sizes in materials.
Key words: polymer composites, strength, acoustic emission method.

Author Biographies

Віктор Степанович Кухта , Львівський національний медичний університет ім. Данила Галицького, м. Львів, Україна

Кухта Віктор Степанович – канд. мед. наук, доцент, зав. кафедрою ортопедичної стоматології ЛНМУ ім. Данила Галицького. Львів, Україна.
E-mail: viktor.kukhta@gmail.com

Валентин Федорович Макєєв , Львівський національний медичний університет ім. Данила Галицького, м. Львів, Україна

Макєєв Валентин Федорович – д-р мед. наук, професор кафедри ортопедичної стоматології ЛНМУ ім. Данила Галицького. Львів, Україна. E-mail: prof.makeyev@gmail.com

Олександр Сергійович Кирманов , Львівський національний медичний університет ім. Данила Галицького, м. Львів, Україна

Кирманов Олександр Сергійович – канд. мед. наук, асистент кафедри ортопедичної стоматології ЛНМУ ім. Данила Галицького, Львів, Україна. E-mail: kyrmanov85@gmail.com

Наталія Романівна Ключковська , Львівський національний медичний університет ім. Данила Галицького, м. Львів, Україна

Ключковська Наталія Романівна – канд. мед. наук, доцент кафедри ортопедичної стоматології ЛНМУ ім. Данила Галицького, Львів, Україна. E-mail: kluchkovska@gmail.com

Валентин Романович Скальський , Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України, м. Львів, Україна

Скальський Валентин Романович – член-кореспондент НАН України, д-р тех. наук, заступник директора фізико-механічного інституту ім. Г.В. Карпенка НАН України, Львів. E-mail: skalsky.v@gmail.com

Олена Михайлівна Станкевич , Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України, м. Львів, Україна

Станкевич Олена Михайлівна – д-р тех. наук, старший науковий співробітник фізико-механічного інституту ім. Г.В. Карпенка НАН України, Львів. E-mail: stan_olena@yahoo.com

References

Moskalenko AM. Efektyvnist zastosuvannia plombuvalnykh materialiv riznykh klasiv dlia restavratsii bichnykh zubiv // Profilaktychna ta dytiacha stomatolohiia. –

– № 2 (9). – P. 40–44 (Ukrainian)

Yadav R, Kumar M. Dental restorative composite materials: A review // Journal of Oral Biosciences. – 2019. – 61. – P. 78–83.

Nidzelskyi MYa, Korotetska-Zinkevych VL. Stomatolohichni kompozytni materialy, yikh vlastyvosti ta zastosuvannia // VISNYK VDNZU «Ukrainska medychna stomatolohichna

akademiia». – 2012. – T. 12, Vyp. 4 (40). – P. 222–224 (Ukrainian)

Dental composites – a versatile restorative material: A review / R.K. Ravi, R.K. Alla, M. Shammas, A. Devarhubli // Indian Journal of Dental Sciences. – 2013. –

(5). – P. 111–115.

Development and status of resin composite as dental restorative materials / X. Zhou, X. Huang, M. Li, X. Peng, S. Wang, X. Zhou, L. Cheng // Journal of Applied

Polymer Science. – 2019. doi: 10.1002/APP.48180.

Riva YR, Rachman SF. Dental composite resin: A review // AIP Conference Proceedings. – 2019. – 2193 (1). – Id. 020011.

Nazarchuk Z., Skalskyi V., Serhiyenko O. Acoustic emission. Methodology and Application. Springer International Publishing AG. – 2017. – XIV, 283 p.

Kim K-H, Park J-H. Fracture toughness and acoustic emission behavior of dental composite resins // Engineering Fracture Mechanics. – 1991. – 40 (415). – P. 811–819.

Kim K-H, Park J-H, Imai Y, Kishi T. Fracture behavior of dental composite resin // Boi-Medical Materials and Engineering. – 1991. – 1 (1). – P. 45–57.

Ereifej NS, Oweis YG, Altarawneh SK. Fracture of fiber-reinforced composites analyzed via acoustic emission // Dental Materials Journal. – 2015. – 34 (4). – P. 417–424.

A novel dentin bond strength measurement technique using a composite disk diametral compression / S.-H. Huang, L.-S. Lin, J. Rudney, R. Jones, C. Aparicio,

C.-P. Lin, A. Fok // Acta Biomaterialia. – 2012. – 8. – P. 1597–1602.

Dentin-composite bond strength measurement using the Brazilian Disk Test / C.A. Carrera, Y.-C. Chen, Y. Li, J. Rudney, C. Aparicio, A. Fok // Journal of Dentistry.

– 2016. – 52. – P. 37–44.

Park J-H, Gu J-U, Choi N-S. Acoustic emission characteristics of methacrylate-based composite and silorane-based composite during dental restoration according

to a variety of C-factor // Journal of Mechanical Science and Technology. – 2017. – 31 (9). – P. 4067–4072.

Cho NY, Ferracane JL, Lee IB. Acoustic emission analysis of tooth-composite interfacial debonding // Journal of Dental Research. – 2013. – 92 (1). – P. 76–81.

Cho NY. Time domain analysis of de-bonding of composite – tooth interface using acoustic emission // 24th American Dental Research & Future Dentistry & 3rd

Annual Meeting on Pedodontics and Geriatric Dentistry. – 2018. – 8. – P. 60.

Effect of different composite modulation protocols on the conversion and polymerization stress profile of bulk-filled resin restorations / M.C.G. Erhardt,

M. Goulart, R.C. Jacques, J.A. Rodrigues, C.S. Pfeifer // Dental Materials. – 2020. – 36 (7). – P. 829–837.

Latelux (Лателюкс) Системный комплект. – URL: http://www.latus.com. ua/ru/products/plombirovochnye-materialy/latelux-syst.html (дата звернення 16.06.2020).

Ivoclar Vivadent. Tetric N-Ceram. Efficient restoration of anterior and posterior teeth. – URL: https://highlights.ivoclarvivadent.com/dentist/en-asian/tetric-nceram

(дата звернення 17.06.2020).

Kulzer. Charisma Classic. – URL: https://www.kulzer.com/int2/int/den tist/products_from_a_to_z/charisma_1/charisma_classic.aspx (дата звернення 17.06.2020).

Metod akustychnoi emisii v doslidzhenni stomatolohichnykh polimeriv / V.R. Skalskyi, V.F. Makieiev, O.M. Stankevych ta in. – Lviv: Kvart, 2015. – 150 s.

Nazarchuk ZT. Akustyko-emisiine diahnostuvannia elementiv konstruktsii, u 3 t. T. 3: Zasoby ta zastosuvannia metodu akustychnoi emisii / Z.T. Nazarchuk,

V.R. Skalskyi. – K.: Naukova dumka, 2009. – 328 s.

Stankevych O, Skalsky V. Investigation and identification of fracture types of structural materials by means of acoustic emission analysis // Engineering Fracture

Mechanics. – 2016. – 164. – P. 24–34.

Published

2021-10-21

Issue

Section

PREVENTIVE DENTISTRY