355

Mosty adhezyjne są to stałe uzupełnienia pro-

tetyczne zacementowane za pomocą tworzywa

kompozytowego do wytrawionej powierzchni zę-

bów filarowych. Uzupełniają one brakujące zęby.

Najczęściej w ten sposób uzupełnia się brak jedne-

go zęba (6, 7, 8, 9, 13, 15, 20, 21, 26)

Jednym z nadrzędnych celów stomatologii od-

twórczej jest dążenie do zachowania w jak najwięk-

szym zakresie zdrowych i nienaruszonych tkanek

zębowych. Zasadę tę w pełnym zakresie spełniają

mosty adhezyjne. W trakcie szlifowania zębów pod

konwencjonalne korony całkowite usuwa się od 50

Streszczenie

W prezentowanej pracy przedstawiłam wyniki symu-

lacji komputerowej różnych konstrukcji mostów adhe-

zyjnych wspartych na wkładach lub nakładach koro-

nowych. Porównywałam stan naprężenia w tkankach

twardych zębów filarowych w zależności od zastosowa-

nego materiału i konstrukcji mostu oraz sposobu jego

obciążenia. Badania przeprowadziłam metodą elemen-

tów skończonych (MES) w płaskim dwuwymiarowym

modelu zębów i uzupełnienia stałego. W celu wyko-

nania badań stworzyłam komputerowe modele zębów

przedtrzonowych i trzonowego żuchwy. Zasymulowa-

łam brak zęba drugiego przedtrzonowego. Założyłam,

że wszystkie materiały tworzące model są izotropowe, o

liniowo-sprężystej charakterystyce mechanicznej. Wy-

niki przedstawiłam w postaci kolorowych map naprę-

żeń zredukowanych σred wg hipotezy Hubera-Misesa-

-Hencky’ego.

Analiza numeryczna stanu naprężenia w tkankach twardych

zębów filarowych przy zastosowaniu mostów opartych na

wkładach i nakładach koronowych

Numerical analysis of load distribution in hard tissues of teeth supporting different

types of minimal-preparation bridges anchored both on inlays and onlays

Beata Śmielak, Michał Knytel, Robert Biesaga

Z Katedry Protetyki Stomatologicznej i Zaburzeń Czynnościowych Narządu Żucia Uniwersytetu Medycznego

w Łodzi

Kierownik: prof. dr hab. n. med. M. Romanowicz

Summary

This study presents the results of computer-aided

simulation of different types of minimal-preparation

(adhesive, resin-bonded) bridges supported both on in-

lays and onlays. It demonstrates the comparison of the

load distribution in hard tissues of abutment teeth in re-

lation to the applied material, bridge type and the way

of its loading. The results of this study were obtained in

a simple bi-dimensional model of teeth and fixed pros-

thesis, using Finite Element Analysis. Using the compu-

ter, models of mandibular premolars and molars were

created and situation of P

2

missing was simulated. It

was assumed that all materials in the proposed model

were isotropic having mechanic linear elasticity char-

acteristics. Results of this work are presented, accord-

ing to Huber-Misesa-Hencky hypothesis, in the form of

coloured tables of reduced σ

red

stresses.

HASŁA INDEKSOWE:

mosty adhezyjne, wkłady koronowe, nakłady korono-

we

KEY WORDS:

adhesive-bonded bridges, inlays, onlays

PROTET. STOMATOL., 2007, LVII, 5, 355-363

B. Śmielak i inni

356

PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2007, LVII, 5

do 60% twardych tkanek zęba, natomiast podczas

preparowania zębów pod element utrzymujący w

ramach protetyki adhezyjnej od 0 do 10% (27). W

odcinkach bocznych łuku zębowego wystarcza cza-

sami usunięcie starych wypełnień czy opracowanie

istniejących ubytków próchnicowych (10, 11, 18,

24, 25). Biologiczne zalety tego rodzaju uzupeł-

nień są następujące: minimalne preparowanie zęba

i w związku z tym ograniczone ryzyko uszkodze-

nia miazgi, nieznaczne obciążenie pacjenta w cza-

sie leczenia, minimalna zmiana naturalnej estetyki,

szczególne możliwości zastosowania u młodzieży,

u której ze względu na duże rozmiary komory mia-

zgi unika się szlifowania zębów pod korony całko-

wite (2, 20, 27, 34).

Pomimo wielu zalet metoda leczenia protetycz-

nego za pomocą mostów adhezyjnych nie znalazła

szerszego zastosowania w praktyce lekarskiej, ze

względu na obawy przed występowaniem niepo-

wodzeń. W uzupełnieniach tego typu obserwowa-

no odcementowanie się elementów retencyjnych od

zębów filarowych, złamanie przęsła mostu lub zła-

manie zaczepu (1, 14, 17, 27, 28, 29, 30, 31, 32).

Cel pracy

Istnieje kilka metod oraz materiałów stosowanych

do wykonywania mostów adhezyjnych. Dlatego też

podjęłam próbę odpowiedzi na pytanie, która z me-

tod i który materiał okażą się najlepsze w warun-

kach symulacji komputerowej i niosą najmniejsze

prawdopodobieństwo niepowodzeń klinicznych.

Realizacja tego celu nastąpi poprzez:

1. Porównanie stanu naprężenia w tkankach twar-

dych zębów w zależności od zastosowanego

materiału i konstrukcji mostu.

2. Porównanie rozkładu naprężeń w tkankach

twardych zębów i w mostach w zależności od

sposobu obciążenia.

Materiał badań

Badanie przeprowadzono na 32 komputerowych

modelach zębów przedtrzonowych i trzonowych

żuchwy, symulując brak zęba drugiego przedtrzo-

nowego, który uzupełniono mostem wspartym na

wkładach lub nakładach koronowych (ryc. 1).

Zasymulowano wykonanie mostu z czterech róż-

nych materiałów stomatologicznych:

– stopów złota,

– stopów chromowo-niklowych,

– kompozytów wzmocnionych włóknem szkla-

nym Targis Vectris firmy Ivoclar,

– kompozytów wzmocnionych włóknem szkla-

nym Sculpture Fibre-Kor firmy Jeneric/

Pentron

W tabeli I zestawiono właściwości mechaniczne

materiałów wykorzystanych do przeprowadzenia

analizy numerycznej. Dane materiałowe przyjęte

do obliczeń uzyskano dla kompozytów na podsta-

wie badań własnych, pozostałe wykorzystano z fa-

chowej literatury (4).

Ryc. 1. Konstrukcja mostu. a) wsparta na wkładach koronowych, b) wsparta na nakładach koronowych.

Analiza naprężenia w tkankach zębów filarowych

PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2007, LVII, 5

357

Każdy model poddano czterem wariantom obcią-

żeń siłami o wartości 200N. Są to średnie wartości

sił, które występują podczas żucia w okolicy zębów

trzonowych i przedtrzonowych u pacjentów z uzu-

pełnieniami protetycznymi stałymi (4).

Wariant pierwszy: siłę przyłożono równomiernie

na guzki koron i środek przęsła (ryc. 2).

Wariant drugi: siłę przyłożono na szczycie guzka

pierwszego zęba przedtrzonowego.

Wariant trzeci: siłę przyłożono na środku zęba

w przęśle mostu.

Wariant czwarty: siłę przyłożono na szczytach

guzków pierwszego zęba trzonowego.

Metoda badań

Badania przeprowadzono metodą elementów

skończonych (MES) w płaskim dwuwymiarowym

modelu zębów filarowych i uzupełnienia stałe-

go.

Idea metody elementów skończonych polega na

zastąpieniu ośrodka ciągłego małymi, skończonymi

elementami. Elementy te połączone są w punktach,

zwanych węzłami. Każdy węzeł cechuje odpowied-

nia ilość stopni swobody. W przypadku elementów

płaskich istnieją trzy stopnie swobody. Warunki

brzegowe w postaci sił i przemieszczeń przykła-

dane są do węzłów. Przygotowany model geome-

tryczny, podzielony na elementy skończone wraz

z warunkami brzegowymi tworzy układ liniowych

równań z pewną liczbą niewiadomych. Układ ten

Ta b e l a I . Właściwości mechaniczne materiałów przyjęte do obliczeń MES (3, 22)

Nr

materiału

Nazwa

materiału

Moduł Younga

[MPa]

Współczynnik

Poissona ν [-] Rm [MPa] Re [MPa]

Rc [MPa]

1.

Stop złota

7,5

•

10

5

0,3

414-828

207-620

-

2.

Stop Cr-Ni

2,4

•

10

5

0,33

421

359

-

3.

Ivoclar Vectris Pontic

1,55

•

10

4

0,3

700

-

-

4.

Ivoclar Vectris Frame

4,88

•

10

3

0,31

1300

-

-

5.

Jeneric/Pentron Sculpture

1,15

•

10

4

0,3

938

-

-

6.

Kompozyt

1,37

•

10

3

0,35

142

-

-

7.

Szkliwo

8,25

•

10

4

0,33

10

-

344

8.

Zębina

1,84

•

10

4

0,31

98

-

165

9.

Ozębna

68,9

0,45

-

-

-

10.

Kość zbita

1,1

•

10

4

0,3

-

-

-

11.

Kość gąbczasta

1370

0,3

-

-

-

12.

Cement żywiczy

2400

0,4

50

-

220-300

13.

Cement fosforanowy

2,24

•

10

4

0,25

3-5

-

96-130

Ryc. 2. Konstrukcja wsparta na wkładach koronowych.

Jednoczesne obciążenie przęsła i zębów filarowych

(wariant 1 obciążenia).

B. Śmielak i inni

358

PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2007, LVII, 5

daje się rozwiązać przy pomocy programu kompu-

terowego. (12, 16, 19, 22, 35)

Badania przeprowadzono na komputerze INTEL

3.0 GHz stosując program metody elementów skoń-

czonych ANSYS. W oparciu o anatomiczne da-

ne zamieszczone w „Atlasie kształtów zębów”

Wheelera, stworzono dwuwymiarowe modele zę-

bów przedtrzonowych oraz pierwszego trzonowe-

go żuchwy (33). W celu dokonania obliczeń model

podzielono na 10 tysięcy elementów skończonych

w przypadku nakładów koronowych i 12,5 tysiąca

w przypadku wkładów koronowych. Modele kom-

puterowe utwierdzono w miejscach zgodnych z

podparciami rzeczywistymi zębów. Zastosowano

statyczne obciążenia. Do węzłów przyłożono siły o

określonej wartości (200 N) i kierunku (4, 12).

Założono, że materiały tworzące model są izo-

tropowe, o liniowo-sprężystej charakterystyce me-

chanicznej.

Wyniki badań

Wyniki zostały przedstawione w postaci ko-

lorowych map naprężeń zredukowanych σ

red

wg

hipotezy Hubera-Misesa-Hencky’ego (ryc. 3, 4).

Są to naprężenia obliczone wg hipotezy wytrzy-

małościowej energii odkształcenia postaciowego

dla złożonego stanu naprężeń. Dla materiałów

izotropowych, o liniowej charakterystyce mecha-

nicznej, wartości tych naprężeń obrazują wytęże-

nie materiału (jest to stan naprężeń w materiale,

który grozi jego zniszczeniem) (19).

Kod kolorów od barwy granatowej do czerwonej

w legendzie wydruków komputerowych jest zgod-

ny z narastaniem wartości naprężeń. Jednakowe za-

barwienie danego obszaru modelu matematyczne-

go świadczy, że jest tam w przybliżeniu taka sama

wartość naprężenia.

Porównanie rozkładu naprężeń w tkankach

twardych zębów w zależności od zastosowanego

materiału i konstrukcji

Na wykresach (ryc. 5, 6) przedstawiono porówna-

nie naprężeń zredukowanych występujących w zę-

binie w zależności od rodzaju zastosowanego ma-

teriału i konstrukcji mostu wspartego na wkładach i

nakładach koronowych. Największe naprężenia zre-

dukowane pojawiły się w przypadku zastosowania

mostów wspartych na wkładach koronowych wyko-

nanych z materiału Sculpture Fibe-Kor (66 MPa) w

pierwszym wariancie obciążenia. Najlepsze okazały

się konstrukcje wykonane z materiału Targi/Vectris

(4 MPa) w trzecim wariancie obciążenia niezależnie

od rodzaju zakotwiczenia mostu.

We wszystkich czterech wariantach obciążeń na-

prężenia zredukowane były bezpieczne dla zębi-

ny. W jednym tylko przypadku, przy zastosowaniu

materiału kompozytowego wzmocnionego włók-

nem szklanym Sculpture Fibre-Kor, stanowiły oko-

ło 70% wartości wytrzymałości na rozciąganie

98 MPa. W pozostałych przypadkach nie przekra-

czały 50%.

Ryc. 3. Naprężenia zredukowane (SEQV). Wkłady jako

elementy retencyjne mostu. Wariant 1 obciążenia.

Ryc. 4. Naprężenia zredukowane (SEQV). Nakłady jako

elementy retencyjne mostu. Wariant 1 obciążenia.

Analiza naprężenia w tkankach zębów filarowych

PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2007, LVII, 5

359

Na wykresach (ryc. 7, 8) przedstawiono porów-

nanie naprężeń zredukowanych występujących w

szkliwie. We wszystkich rozpatrywanych przypad-

kach wytrzymałość na ściskanie, która dla szkli-

wa wynosiła 344 MPa nie została przekroczo-

na. Naprężenia ściskające, jakie się pojawiły w

szkliwie były wielokrotnie mniejsze niż naprężenia

powodujące uszkodzenie szkliwa przy ściskaniu.

Analizując naprężenia rozciągające, jakie pojawiły

się w szkliwie, to jedynym przypadkiem mostu, któ-

rego konstrukcja była bezpieczna dla szkliwa oka-

zał się most wykonany z materiału Targis/Vectris

firmy Ivoclar. Naprężenia zredukowane były mniej-

sze od wytrzymałości na rozciąganie szkliwa (142

MPa) zarówno w przypadku konstrukcji wspartej

na wkładach jak i nakładach koronowych, niezależ-

nie od sposobu obciążenia.

Porównanie rozkładu naprężeń w tkankach

twardych zębów i w mostach w zależności od

sposobu obciążenia

Na wykresach (ryc. 9, 10, 11, 12) porównano

wartości naprężeń zredukowanych, jakie pojawiły

się w tkankach twardych zębów i w mostach przy

obciążeniu siłą o wartości 200 N. Zasymulowano

cztery warianty obciążenia.

Najgorszym przypadkiem okazała się konstruk-

cja mostu wykonanego ze stopu Cr-Ni wspartego

na wkładach koronowych w trzecim wariancie ob-

ciążenia. Wartość naprężeń dochodziła do 92 MPa.

Koncentracje wystąpiły na granicy zęba w przęśle

mostu i wkładów koronowych. Jednakże ich lokali-

zacja nie stanowiła zagrożenia dla tkanek twardych

zębów i konstrukcji mostu.

Najlepszym przypadkiem okazała się konstruk-

cja mostu wsparta na nakładach koronowych wyko-

nana z materiału kompozytowego Sculpture Fibre-

Kor w trzecim przypadku obciążenia. Wartość na-

prężeń zredukowanych wyniosła 42 MPa.

Ryc. 5. Konstrukcja wsparta na wkładach koronowych.

Naprężenia w zębinie.

Ryc. 6. Konstrukcja wsparta na nakładach koronowych.

Naprężenia w zębinie.

Ryc. 7. Konstrukcja wsparta na wkładach koronowych.

Naprężenia w szkliwie.

Ryc. 8. Konstrukcja wsparta na nakładach koronowych.

Naprężenia w szkliwie.

B. Śmielak i inni

360

PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2007, LVII, 5

Wnioski

Na podstawie przeprowadzonej symulacji kom-

puterowej 32 przypadków różnych konstrukcji mo-

stów wyciągnęliśmy następujące wnioski:

1. Wszystkie konstrukcje mostów okazały się

bezpieczne dla zębiny. Jedynym przypadkiem

mostu, którego konstrukcja była bezpieczna

dla szkliwa okazał się most wykonany z ma-

teriału Ivoclar Targis/Vectris. Największe na-

prężenia w szkliwie powstały dla konstrukcji

mostów wspartych na wkładach i nakładach

koronowych wykonanych ze stopu Cr-Ni.

2. Miejsce przyłożenia siły ma decydujący wpływ

na rozkład naprężeń w tkankach twardych zę-

bów i w mostach. Największe naprężenia wy-

stąpiły przy obciążeniu zęba w przęśle mostu.

Piśmiennictwo

1. Botelho M.: Uzupełnienia protetyczne cemen-

towane na żywicach adhezyjnych: Aktualne bada-

nia kliniczne. Quintessence, t. VIII, nr 1, 2000, 8-13.

– 2. Budkiewicz P.: Wykonanie mostów adhezyjnych–

opis przypadku. Stomat.Współ.,1998; 5, 123-125. – 3.

Combe E. C.: Wstęp do materiałoznawstwa stomato-

Wykres 5. Pierwszy przypadek obciążenia. Jednoczesne

obciążenie zębów filarowych i zęba w przęśle mostu.

Wykres 7. Trzeci przypadek obciążenia. Obciążony ząb

w przęśle mostu.

Wykres 6.

Drugi przypadek obciążenia. Obciążony

pierwszy ząb przedtrzonowy.

Wykres 8.

Czwarty przypadek obciążania. Obciążony

pierwszy ząb trzonowy.

Analiza naprężenia w tkankach zębów filarowych

PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2007, LVII, 5

361

logicznego. Sanmedica Warszawa 1997, 63-66, 71-85,

126-129, 190. – 4. Craig R. G. i wsp.: Experimental

stressanalysis of dental restorations. Two-dimensional

photoelastic stress analysis of inlays. J. Prosthet. Dent.,

1967, 17, 277. – 5. Craig R. G., Powers J. M., Wataha

J. C.: Materiały stomatologiczne. Wydawnictwo

Medyczne Urban&Partner. Wrocław 2000. – 6. Freilich

M. A. i wsp.: Development and clinical applications of a

light-polymerized fiber– reinforced composite. Prosthet.

Dent., 1998, 8, 3, 311-318. – 7. Freilich M. A. i wsp.:

Flexure Strength and Handling Characteristics of Fiber–

Reinforced Composites used in Prosthodontics. J. Dent.

Res, (IADR Abstracts) 1997, nr 1361. – 8. Freilich M.

A. i wsp.: Flexure strength of fiber – reinforced com-

posites designed for prosthodontics application. J.

Dent. Res., 1997, 76, 138. – 9. Freilich M. A. i wsp.:

Uzupełnienia protetyczne wykonane z preimpregnowa-

nego kompozytu wzmocnionego włóknami szklanymi.

Część I. Uzupełnienia stałe typu koron i mostów mię-

dzykoronowych. Quintessence, 1999, VII, 151-159. –

10. Gohring T. N., Morman W. H., Lutz F.: Clinical and

scaning electron microscopic evaluation of fiber rein-

forced inlay fixed partial dentures. Preliminary results

after one year. The Journal of Prosth. Dent., 1999, 6,

662– 668.

11. Goldberg A. J.: Material design and clinical ex-

perience with fibre composites in dentistry. A Special

Symposium of the Annual Meeting of the European

Prosthodontic Association (EPA) on 26-27 August 1998

in Turku, Finland. – 12. Grądzki R.: Wprowadzenie

do metody elementów skończonych. Wydawnictwo

Politechniki Łódzkiej. Łódź 2002. – 13. Livaditis G.

J.: Cast metal-bonded retainers for posterior teeth. J.

Am. Dent. Assoc., 1980, 101, 926. – 14. Livaditis G.

J.: Etched metal resin-bonded restorations: Principles

in retainer design. Int. J. Periodont. Res. Dent., 1983,

3, 35. – 15. Lorensen J. A., Mastinft J. T.: Intracoronal

reinforcement and coronal coverage: A study of end-

odontically treated teeth. The Journal of Prosth. Dent.,

1984, 6, 780– 784. – 16. Łaczek S.: Wprowadzenie do

systemu elementów skończonych ANSYS (Ver.5.0 i

5-ED). Zakład Graficzny Politechniki Krakowskiej,

Kraków 1999. – 17. Mondelli J. i wsp.: Fracture

strength of human teeth with cavity preparations. J.

Prosthet. Dent., 1980, 43, 419. – 18. Myers J. C. i wsp.:

Uzupełnienia protetyczne wykonane z preimpregnowa-

nego kompozytu wzmocnionego włóknami szklanymi.

Quintessence, 1999, VII, 4, 225-233. – 19. Niezgodziński

M., Niezgodziński T.: Wytrzymałość materiałów. PWN

Warszawa 1981. – 20. Pąsiek S. i wsp.: Wybrane przy-

padki zastosowania stałych uzupełnień protetycznych

wykonanych z kompozytu wzmocnionego włóknem

szklanym. Stom. Współ., 2000; 7, 3, 8-13.

21. Shillinburg H. T., Jacobi R., Brackett S. E.:

Zasady opracowania zębów pod protezy stałe meta-

lowe i porcelanowe. Wydawnictwo Kwintesencja,

1999; Internationale Quintessenz Verlagsgruppe, 205-

-258, 359-376. – 22. Spiechowicz E.: Współczesne po-

stępowanie laboratoryjne w protetyce stomatologicz-

nej. PZWL Warszawa 1980, 99-109. – 23. Szmelter

J. i wsp.: Metoda elementów skończonych w statyce

konstrukcji. Warszawa Arkady, 1978. – 24. Śmielak B.:

Kompozyty wzmocnione włóknem szklanym: struktu-

ra, właściwości mechaniczne, zastosowanie kliniczne –

na podstawie piśmiennictwa. Stom. Współ., 2002; 9, 5,

54-58. – 25. Śmielak B., Dobosz J.: Wybrane przypadki

kliniczne zastosowania stałych uzupełnień protetycz-

nych z kompozytu wzmocnionego włóknem szklanym.

Stom. Współ., 2002, 9, 3, 23-27. – 26. Unterbrink G.:

Vectris fibre composite system for fixed prosthodontics.

A Special Symposium of the Annual Meeting of the

European Prosthodontic Association (EPA) on 26-27

August 1998 in Turku, Finland. – 27. Urban&Partner:

Protetyka adhezyjna. Wrocław, 1999. – 28. Vallittu P.

K.: A review of fiber-reinforced denture, base resin.

J. Prosthodont., 1996, 5, 270-276. – 29. Vallittu P. K.:

Experiences of using glass fibre with multiphase acryl-

ic resin systems. Theoretical and clinical examples. –

30. Vallittu P. K.: Glass fiber reinforced dental bridge

used instead of a gold bridge, case report. A Special

Symposium of the Annual Meeting of the European

Prosthodontic Association (EPA) on 26– 27 August

1998 in Turku, Finland.

31. Vallittu P. K., Sevelius C.: Resin-bonded, glass fi-

ber-reinforced composite fixed partial dentures: A clin-

ical study. The Journal of Prosth. Dent., 2000; 84, 4,

413-417. – 32. Vallittu P. K.: The effect of glass fiber re-

inforcement on fracture resistance of a provisional fixed

partial denture. J. Prosthet. Dent., 1998, 79, 2, 125-130.

– 33. Wheeler R. C.: An atlas of tooth form. Saunders

Co. Philadelphia, 1969, 24-34. – 34. Williams K. R.,

Edmundson J. T., Rees J. S.: A finite element stress anal-

ysis of an amalgam restored molar tooth. Dent. Mater.,

1987, 3, 200-206. – 35. Zienkiewicz O. C.: Metoda ele-

mentów skończonych. Warszawa Arkady, 1972, 63-84,

99-128.

Zaakceptowano do druku: 30.VII.2007 r.

Adres autora: 90-456 Łódź, ul. Piotrkowska 247 m 43

© Zarząd Główny PTS 2007.

PROTET. STOMATOL., 2007, LVII, 5

362

Streszczenie

Cel pracy. W pracy podjęto próbę oceny wpływu

promieniowania o długości fali 10 600nm na wybrane

materiały kompozycyjne i im podobne.

Materiał i metody. Do badania wybrano trzy rodzaje

materiałów: 1 glassionomer, 2 materiał kompozycyjny,

3 materiał kompomerowy. Badania przeprowadzono

in vitro. Próbki umieszczano w uchwycie w odległości

ogniskowej od źródła promieniowania. Każda próbka

była naświetlana w czasie 0,5 sek. w trzech miejscach

z rosnącą mocą 1W, 2W i 4W. Badanie powtarzano

trzykrotnie, dla każdego rodzaju materiału. Po naświe-

tleniu powierzchnia próbek poddawana była badaniu

przy pomocy skaningowego mikroskopu elektronowego

(SEM) typ EVO 40 (Zeiss, Germany). Powiększenie wy-

nosiło 300x.

Wyniki. Po aplikacji serii naświetleń na powierzch-

niach próbek wystąpiły różnego rodzaju zmiany struk-

turalne. Powierzchnia próbek wykonanych z glassiono-

meru wykazywała zmiany powierzchni o charakterze

pęknięć oraz kraterów z tworzywem stopionym w cha-

rakterystyczne krople. Rozmiary tych zmian wynosiły

0,7632; 1,0263 i 1,1316mm odpowiednio dla zasto-

sowanej mocy 1W; 2W i 4W. W przypadku materiału

Możliwość uszkodzenia materiałów kompozycyjnych oraz

pokrewnych podczas plastyki tkanek miękkich wykonywanej

za pomocą promieniowania lasera CO

2

The possibility of damaging of composite and similar materials as a side effect

during soft tissue procedures with CO

2

laser

Piotr Andrysiak

1,

Wiesław Hędzelek

1

, Zdzisław Błaszczak

2

, Zenon Woźniak

2

1

Z Kliniki Protetyki Stomatologicznej, Collegium Stomatologicum UM im. K. Marcinkowskiego w Poznaniu

Kierownik: prof. dr hab. n. med. W. Hędzelek

2

Z Zakładu Optyki, Wydział Fizyki, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu

Kierownik:

Summary

Aim of the study. The aim of the study was to eva-

luate the carbon dioxide laser irradiation influence on

chosen dental materials, used in restorative and pro-

sthetic treatment.

Material land methods. The investigation was per-

formed on three types of materials: 1 glassionomer, 2

composite and 3 compomer. The investigation was per-

formed in vitro. Samples were irradiated in focus dis-

tance with continuous wave (CW) of a CO

2

laser beam

for 0,5 second. The power was set to be: 1.0; 2.0; and

4.0 Watts. So each probe was irradiated in three places

with three different power conditions. Then the struc-

tural changes were observed and measured using scan-

ning electron microscope (SEM) type EVO 40 (Zeiss,

Germany). The magnification was set for 300x.

Results. After irradiation different structural chang-

es were observed, depending on a material sample. In

glassionomer, craks and characteristic drops of melt-

ed material inside the crater formation was observed.

Measured distance diameter was evaluated to range

from 0.7632; 1,0263 and 1.1316 mm, according to the

power application 1.0; 2.0 and 4.0 Watts. Structural

changes, like charring, were observed in case of com-

HASŁA INDEKSOWE:

Laser CO

2

, materiały stomatologiczne, analiza po-

wierzchni

KEY WORDS:

Carbon dioxide laser, dental materials, surface evalu-

ation

Laser CO

2

– materiały kompozycyjne

PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2007, LVII, 5

363

Wstęp

Wstępne badania (1), dotyczące wpływu promie-

niowania lasera CO

2

o długości fali 10 600nm na

różne materiały stosowane w leczeniu protetycz-

nym, wykazały możliwość wystąpienia pewnych

zmian w ich strukturze pod wpływem nieumiejęt-

nego użycia tego bardzo przydatnego urządzenia.

Wyniki te zainspirowały autorów do rozszerzenia

badań na inne materiały używane w stomatologii

rekonstrukcyjnej, tzn. do wykonywania wypełnień

ubytków oraz do odbudowy zrębu zębinowego fi-

larów protetycznych.

Celem tych badań było uzyskanie odpowiedzi,

czy również w innych sytuacjach klinicznych może

dojść do powstania niekorzystnych efektów pracy z

tym rodzajem lasera. Jednym ze wskazań do zasto-

sowania lasera gazowego CO

2

, jest nadwrażliwość

szyjek zębowych (2, 3, 4). Ocenia się, że zjawisko

to związane jest najprawdopodobniej z zamyka-

niem kanalików zębinowych w okolicy szyjki zę-

ba. Jednak dokładny mechanizm działania promie-

niowania lasera CO

2

w tych sytuacjach, nie jest w

pełni wyjaśniony, a zastosowanie odpowiednich

parametrów naświetlania daje skuteczność zabiegu

na poziomie 59.8% do 100% (Kimura i wsp.)(3).

Metoda, opracowana przez Moritz’a, polegająca

na zastosowaniu promieniowania o mocy 0,5 -1,0

W, w trybie pracy ciągłej, przy czasach naświetla-

nia 0,5 do 5 sekund i powtórzeniu zabiegu 5 do 10

razy, daje bardzo dobrą skuteczność. Jednakże w

trakcie tych zabiegów może dojść do niezamierzo-

nego kontaktu promieniowania lasera z materiałem

stomatologicznym znajdującym się w zębie i wy-

wołania niepożądanych efektów.

Do podobnego zdarzenia może dojść podczas le-

czenia tkanek miękkich w jamie ustnej. Chirurgia

tkanek miękkich jest najczęstszym polem zastoso-

wania lasera CO

2

(5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13). Taka

sytuacja może nastąpić na przykład w trakcie lase-

rowej plastyki brodawki dziąsłowej wokół wyrzy-

nającego się dolnego zęba mądrości lub filaru prote-

tycznego z wypełnionym ubytkiem próchnicowym.

Coraz częściej w protetyce bezmetalowej, stosuje

się (przed wykonaniem korony czy mostu), wzmoc-

nienia zębów martwych za pomocą standardowych

wkładów koronowo-korzeniowych wykonanych z

włókien szklanych czy tlenku cyrkonu. Osadzanie

kompozycyjnego na powierzchni próbek pojawiły się

zmiany o charakterze zwęglenia z charakterystyczną

obwódką wokół krateru. Wielkości tych zmian wynosiły

w tym przypadku 0,6875, 0,7708 i 0,9792mm. Próbki

materiału kompomerowego wykazywały po naświetle-

niu zmiany powierzchni podobne do zmian materiału

kompozycyjnego, jednak w mniejszym stopniu uległy

one karbonizacji. Średnice opisanych zmian powierzch-

ni wynosiły 0,6875, 0,7708 i 0,9792 mm, odpowiednio

dla zastosowanego w badaniu promieniowania o mocy

1W, 2W i 4W.

Wnioski. Materiały stomatologiczne do odbudowy

zrębu zębinowego są wrażliwe na działanie promienio-

wania lasera CO

2,

które przy niezamierzonym czy też

przypadkowym użyciu, może spowodować zniszczenie

ich struktury.

Zmiany powierzchni badanych materiałów, po apli-

kacji promieniowania lasera CO

2

wykazywały podo-

bieństwo do zmian powstałych w podobnych warun-

kach w szkliwie i zębinie, opisanych w literaturze.

Zmiany w strukturze tworzyw nasilają się wraz ze

wzrostem mocy promieniowania.

posite material samples. Their distance diameter was

evaluated in this case to range from 0.6875; 0.7708

and 0.9792 mm. The compomer samples showed struc-

tural changes similar to the composite material with

less charring process. They distance diameters were:

0.6875; 0.7708 and 0.9792 mm in diameter, according

to the power increase.

Conclusion.

1. An improper use of carbon dioxide laser can cause

a damage of dental materials structure.

2. The structural changes, after laser CO

2

applica-

tion, were similar to the changes in dentin and enamel,

which are described in literature.

3. The structural changes are more evident accor-

ding to the power increase.