Effect of Vibration Device on Internal Adaptation and Void Formation of Bulk-Fill Composite Resin

Abstract

Objectives. The aim of this study was to investigate the effects of vibration on internal adaptation and void formation of bulk-fill composite resin, according to different frequencies of vibration devices and layering thickness of composite resin.

Methods. The change of complex viscosity when oscillating shear was applied to the Filtek Bulk Fill (FB) composite resin was measured using a rotational rheometer. The frequency and amplitude of two vibration devices (COMO and SONICflex) were measured using a scanning laser doppler vibrometer (SLDV). After preparing cylindrical class I cavities on CAD/CAM hybrid composite blocks, FB was filled using different layering thicknesses (2 mm, 4 mm) and vibration methods (No vibration, COMO, SONICflex) (n = 10). The internal adaptation (2D void area % at the bottom surface) and void formation (3D void volume %) were measured using micro-computed tomography. The median values of the 2D void area (%) and 3D void volume (%) were analyzed using the Kruskal-Wallis test, followed by post-hoc Mann-Whitney U test.

Results. Complex viscosity of FB decreased with increasing frequency of applied oscillation. The frequency and amplitudes of COMO were 149.1 Hz and, 50.5 µm (vertical), 26.4 µm (horizontal) while those of SONICflex were 4,818.9 Hz and 52.1 µm (vertical), 23.3 µm (horizontal). With 2 mm incremental layering, vibration methods demonstrated significantly lower bottom surface void area and lower total void volume than no vibration methods (p < 0.05). When vibration was applied with 4 mm bulk filling, there was no significant difference in the bottom surface void area and total void volume (p > 0.05). Both vibration devices with different frequencies showed no significant difference in internal adaptation and void volume.

Conclusion. Using vibration devices with 2 mm incremental layering can enhance the internal adaptation and reduce the void volume of bulk-fill composite resin.

1. 연구 목적 본 연구의 목적은 Bulk-Fill 복합 레진 수복 시 진동기구의 사용과 적층 두께가 복합 레진의 내부 적합도와 기포 생성에 미치는 영향을 알아보고자 하는 것이다.

2. 재료 및 방법 회전형 점성계를 이용하여 Filtek Bulk Fill (FB) 복합 레진에 진동 전단을 가했을 때의 복소 점도 변화를 측정하였다. 두 가지 진동기구(COMO, SONICflex)의 진동수와 진폭을 스캐닝 레이져 도플러 진동계(SLDV)를 이용하여 측정하였다. CAD/CAM 용 하이브리드 컴포짓 블록에 실린더 형태의 1급 와동을 형성한 후 적층 두께 (2 mm, 4 mm) 및 진동 방법 (No vibration, COMO, SONICflex)을 달리하여 복합 레진을 수복하였다 (n=10). 수복된 복합 레진의 내부 적합도 (2D 바닥면의 기포 면적 %) 및 기포 생성 (3D 기포 부피 %)을 마이크로 CT를 이용하여 측정하였다. Kruskal-Wallis 와 Mann-Whitney U test 로 진동 기구 및 적층 방법이 복합레진의 적합도 및 기포 생성에 미치는 영향을 분석하였다.

3. 결과 FB 복합 레진의 복소 점도는 가해지는 진동의 진동수가 커짐에 따라 감소하였다. 측정된 COMO의 진동수 및 진폭은 149.1 Hz, 50.5 µm (수직), 26.4 µm (수평), SONICflex의 진동수 및 진폭은 4818.9 Hz, 52.1 µm (수직), 23.3 µm (수평)이었다. 2 mm 적층 수복 시, 복합 레진에 진동을 가하였을 때 통계적으로 유의하게 바닥면의 기포 면적 감소 및 전체 기포 부피가 감소하였다 (p < 0.05). 4 mm bulk-fill 수복 시, 복합 레진에 진동을 가하는 방법은 바닥면의 기포 면적과 전체 기포 부피에 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다 (p > 0.05). 서로 다른 진동수의 두 진동 기구 사이에는 적합도와 기포 생성에 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다.

4. 결론 진동기구를 사용하여 2 mm 적층 수복을 하였을 때 bulk-fill 복합 레진의 내부 적합도 증가하였고 기포가 감소하였다.