Effects of different finishing procedures and materials on surface roughness of infiltrated subsurface bovine enamel lesions

Abstract

Statement of problem: Surface morphology of infiltrated subsurface enamel lesions requires documentation. Objectives: To evaluate the effects of two different finishing procedures and four different materials on the surface roughness of infiltrated subsur-face bovine enamel lesions. Materials and methods: Eighty enamel specimens were prepared from bovine incisors, and surfaces were partially varnished (control). The non-varnished areas were demineralised (pH 4.95, 28 d), and etched with phos-phoric acid gel (20 %, 5 s). Specimens were randomly divided into eight groups (n=10; E1/E2-Excite, Vivadent; F1/F2-Fortify, Bisco; G1/G2-Glaze & Bond, DMG; I1/I2-Icon, DMG). In subgroup 1, resin materials were polymerised and polished us-ing abrasive strips by means of a polishing device. In subgroup 2, excess material was removed with a rubber cup before polymerisation (without polishing). Mean sur- face roughness (Sa) and difference of height (DH) between control and treated sur-faces were determined using a dedicated focus-variation system (Alicona). Results: Demineralised enamel was significantly rougher than sound enamel (p<0.01; t-test), while the DH was negligible. After etching, Sa-values increased significantly (p<0.001; t-test), while DH decreased (-6.6 ± 2.0 µm). Infiltrated lesion surfaces were signifi-cantly rougher than demineralized enamel in all cases (p<0.001; t-test), while no sig-nificant difference in Sa was found between polished and non-polished groups (p>0.05; t-test). Regarding the non-polished groups, no significant difference in Sa could be evaluated with the different materials (p>0.05; ANOVA). Application of Glaze & Bond appeared to reduce Sa values of etched lesions (p<0.001, G2; t-test- Bonferroni), while with all other subgroups Sa values improved only marginally. For infiltrated lesions, mean DH of subgroup 1 was similar to that of the etched lesions (p>0.05; t-test-Bonferroni), while a significant increase was noted in subgroup 2 (p<0.001; t-test-Bonferroni). Conclusions: Regarding surface roughness, the use of abrasive strips does not seem to be advantageous; excess material should be re-moved before light curing. The surface quality of incipient lesions infiltrated with res-inous infiltrants seems to be perfectible. Keywords: infiltration; initial caries; surface roughness; polishing procedures Clinical Significance: With the infiltration technique of incipient carious lesions, removal of the excess material before light curing should be recommended, rather than the use of abrasive strips after polymerisation. The need for a re-covering regimen using a resin that would enhance surface properties should be re-considered.

Problemstellung: Die Oberflächenmorphologie von infiltrierten initialen Schmelzläsionen ist in der verfügbaren Literatur nicht beschrieben. Zielsetzung: Ziel dieser Studie war, zwei unterschiedliche Bearbeitungsmethoden auf die Oberflächenqualität von vier unterschiedlichen, zur Infiltration von initialen Schmelzläsionen geeigneten Materialien zu untersuchen. Material und Methoden: Aus den Labialflächen von Rinderschneidezähnen wurden 80 Schmelzproben präpariert, die teilweise mit Nagellack abgedeckt wurden (Kontrolle). Die nicht abgedeckten Bereiche wurden demineralisiert (pH 4,95; 28 d), und die Läsionsbereiche wurden anschließend mit Phosphorsäuregel konditioniert (20 %; 5 s). Nach randomisierter Verteilung der Proben auf acht Gruppen (n=10) erfolgte die Infiltration der Materialien (Excite-E, Vivadent; Fortify-F, Bisco; Glaze & Bond-G, DMG; Icon-I, DMG). In Untergruppe 1 wurden die Kunststoffe polymerisiert; anschließend erfolgte die standardisierte Ausarbeitung mit Polierstreifen in einer Polierapparatur (polierte Gruppen E1, F1, G1, I1). Bei den Proben der Untergruppe 2 wurde das überschüssige Material vor der Polymerisation mit Gummikelchen abgezogen (nicht polierte Gruppen E2, F2, G2, I2). Die mittlere Oberflächenrauheit (Sa) und die Höhendifferenz (DH) zwischen den Kontrollbereichen und den infiltrierten Arealen wurde in beiden Untergruppen mit der Fokusvariation (Alicona) bestimmt. Ergebnisse: Die Oberflächenrauheit der demineralisierten Proben war im Vergleich zu den polierten Ausgangssituationen signifikant erhöht (p<0,01; t-test). Nach der Konditionierung mit Phosphorsäure kam es zu einem weiteren, signifikanten Anstieg der mittleren Rauheit (p<0,001; t-test), während die Höhendifferenz zunahm (-6,6 ± 2,0 µm). Die Sa-Werte der infiltrierten Läsionen waren in allen Gruppen (polierte versus nicht polierte Proben) signifikant höher als bei den gesunden, unbehandelten Proben (p<0,001; t-test). Zwischen den polierten und den nicht polierten Proben waren keine Unterschiede erkennbar (p>0,05; t-test). Lediglich nach Applikation von Glaze & Bond wurde im Vergleich zu den konditionierten Proben in der ein signifikant reduzierter Sa-Wert beobachtet (p< 0,001, G2; t-test-Bonferroni); die Infiltration der anderen Materialien zeigte nur eine gering ausgeprägte Auswirkung auf die Rauheit der Oberflächen (p>0,05, I1, I2; t-test- Bonferroni). Schlussfolgerungen: Die Verwendung von Poliersteifen nach der Polymerisation ist hinsichtlich der Oberflächenrauheit nicht vorteilhaft; überschüssiges Material sollte vor der Aushärtung entfernt werden. Die Oberflächenqualität von Infiltranten (Icon) scheint verbesserungswürdig. Schlagwörter: Infiltration; initiale Schmelzkaries; Oberflächenrauheit; Politur Klinische Bedeutung: Bei der Infiltrationstherapie der initialen Schmelzkaries ist die Entfernung von Überschüssen vor der Polymerisation einer nachträglichen Bearbeitung mit Polierstreifen vorzuziehen. Die Abdeckung der infiltrierten Areale mit einer Kompositschicht mit verbesserten Oberflächeneigenschaften scheint ratsam.