Mechanical properties of dental res

Mechanical properties of dental restorative materials: relative contribution of laboratory tests

Propriedades mecânicas dos materiais dentários restauradores: contribuição relativa dos ensaios laboratoriais


Linda Wang; Paulo Henrique Perlatti D'Alpino; Lawrence Gonzaga Lopes; José Carlos Pereira
DDS, MS, PhD student, Department of Operative Dentistry, Endodontics and Dental Materials, Bauru Dental School, University of São Paulo, Bauru, São Paulo, Brazil
Correspondence


________________________________________
ABSTRACT
A wide variety of dental products that are launched on the market becomes the correct selection of these materials a difficult task. Although the mechanical properties do not necessarily represent their actual clinical performance, they are used to guide the effects of changes in their composition or processing on these properties. Also, these tests might help somehow the clinician to choose once comparisons between former formulations and new ones, as well as, with the leading brand, are highlighted by manufactures. This paper presents a review of the most important laboratory tests. In this manner, the knowledge of these tests will provide a critical opinion related to the properties of different dental materials.
Uniterms: Dental materials, properties; Materials testing.
________________________________________
RESUMO
Uma grande variedade de produtos odontológicos que são lançados no mercado faz da seleção do material uma difícil tarefa. Apesar das propriedades mecânicas não representarem necessariamente o seu real desempenho clínico, os testes são utilizados para orientar os efeitos das alterações das composições do material ou a evolução das suas propriedades. Além disso, estas propriedades podem ajudar o clínico de alguma forma na seleção correta, uma vez que a comparação entre as formulações anteriores e as mais recentes, assim como as líderes de mercado são mais destacadas pelos fabricantes. Este artigo apresenta uma revisão dos testes laboratoriais mais importantes. Desta forma, o conhecimento destes ensaios fornecerá uma opinião crítica relacionada às propriedades dos diferentes materiais dentários.
Unitermos: Materiais dentários, propriedades; Teste de materiais.
________________________________________


INTRODUCTION
In the current dental literature, several studies evaluate distinct properties of dental materials, which can influence and predict their performance1,2,5,6,7,10,19. Dental products have been developed very rapidily and, consequently, the number of studies designed to evaluate their characteristics is also increasing. Practitioners are aware of the importance of previous laboratory and clinical trials before putting the material into use in their practice. In this way, the knowledge of their mechanical properties is essential to support the correct indication of these materials and to expect a long-term performance20.
Once in the oral cavity, a dynamic situation is established and then, adverse conditions to the material can be expected8,13,17,20. For different situations, each material would respond in a particular way. Several in vitro tests are proposed to evaluate different properties. Each test has its design and evaluates specific properties. Although there is a great number of studies that evaluate dental materials in the literature, in some cases it is somewhat difficult to compare the results. In order to seek for standardized testing protocols, an international organization was created to act in that direction. Table 1 presents the main guidance for dental materials laboratory testing recommended by International Organization for Standardization (ISO). A review of the usual tests that evaluate mechanical properties of dental materials is presented in an attempt to demonstrate their applicability and relevance.



MECHANICAL PROPERTIES
In the oral environment, restorations are subjected to stresses from mastication action. These forces act on teeth and/ or material producing different reactions that lead to deformation, which can ultimately compromise their durability over time1,8,9,17,18. It is important to introduce some concepts that are extremely relevant to understand the performance presented by such material under specific test conditions. This information will be useful to analyze possible reaction of such restorative dental material when clinically in service.
When a specific force or load is applied to a body, a reaction of the same intensity and with opposite direction is produced. It results in an internal tension. In a simple way of interpretation, it is possible to quantify the reaction resulted by the applied external load. Since shape and dimensions of specimens under test can be measured, one can calculate stress by the reason between force and unit area.
Depending on the applied load characteristics and consequent stress, different reactions from the tested material may occur. The stress can result in structural alteration of original dimensions. The rate between this alteration by the original dimension results in deformation, that is defined as strain. Although a more complex process develops, it is stated that the body reacts uniformly in any layer of it. This is defined as principle of uniformity4.
The stress-strain ratio of a material is relevant to determine its mechanical behavior. For each material, there is a stress-strain proportional relationship, establishing a stress-strain curve. If there is a stress relief during loading and no permanent deformation occurs, it demonstrated its elasticity. This proportion occurs until a limit point that is defined as proportional limit and deformation as elastic deformation (Figure 1). In this point, the maximum stress of a material will withstand without permanent deformation. As stress-strain is proportional until this point, there is a constant proportionality. It determines the elasticity of a material and is calculated by the ratio of stress-strain curve within the elastic limit. This proportionality is defined as modulus of elasticity or Young's modulus (Figure 2). This value will measure the stiffness of such material. However, when the applied load exceeds this point, irreversible deformation occurs, resulting in permanent or plastic deformation. Each material presents a resistance to deformation, and after this point, it will result in its rupture. In this point ultimate strength value is obtained.

Kết quả (Việt) 1:

Các tính chất cơ học của vật liệu Nha khoa phục hồi: các đóng góp tương đối của các xét nghiệm phòng thí nghiệm Propriedades mecânicas dos materiais dentários restauradores: contribuição relativa dos ensaios laboratoriais Linda Wang; Paulo Henrique Perlatti D'Alpino; Lawrence Gonzaga Lopes; José Carlos PereiraDDS, MS, nghiên cứu sinh, vùng tác Nha khoa, Endodontics và Nha khoa vật liệu, Bauru Nha khoa học, đại học São Paulo, Bauru, São Paulo, Bra-xinThư từ ________________________________________TÓM TẮTNhiều sản phẩm Nha khoa được tung ra trên thị trường trở thành lựa chọn chính xác của các tài liệu này một nhiệm vụ khó khăn. Mặc dù các tính chất cơ học không nhất thiết phải đại diện cho hiệu suất lâm sàng thực tế của họ, họ được sử dụng để hướng dẫn những ảnh hưởng của những thay đổi trong thành phần hoặc xử lý của họ về các đặc tính này. Ngoài ra, các xét nghiệm có thể giúp bằng cách nào đó các bác sĩ để lựa chọn khi so sánh giữa công thức cũ và mới, cũng như, với các thương hiệu hàng đầu thế giới, được đánh dấu bởi nhà sản xuất. Bài báo này trình bày một bài đánh giá của các xét nghiệm phòng thí nghiệm quan trọng nhất. Theo cách này, các kiến thức về các xét nghiệm này sẽ cung cấp một ý kiến quan trọng liên quan đến các tính chất của vật liệu Nha khoa khác nhau.Uniterms: Nha khoa vật liệu, tài sản; Vật liệu thử nghiệm.________________________________________RESUMOUMA grande variedade de produtos odontológicos que são lançados không mercado faz da seleção làm vật liệu uma difícil tarefa. Apesar das propriedades mecânicas não representarem necessariamente o seu thực desempenho clínico, Hệ điều hành tinh hoàn são utilizados para orientar os efeitos das alterações das composições làm vật liệu ou một evolução das suas propriedades. Além disso, estas propriedades podem ajudar o clínico de alguma forma na seleção correta, uma vez que entre comparação như formulações anteriores e là mais recentes, como assim như líderes de mercado são mais destacadas pelos fabricantes. Este artigo apresenta uma revisão dos tinh hoàn laboratoriais mais importantes. Desta forma, o conhecimento destes ensaios fornecerá uma opinião crítica relacionada às propriedades dos diferentes materiais dentários.Unitermos: Materiais dentários, propriedades; Teste de materiais.________________________________________ GIỚI THIỆUTrong các tài liệu Nha khoa hiện tại, một số nghiên cứu đánh giá các thuộc tính khác biệt của Nha khoa vật liệu, mà có thể ảnh hưởng đến và dự đoán của performance1, 2, 5, 6, 7, 10, 19. Nha khoa đã được phát triển rất rapidily và, do đó, số lượng các nghiên cứu được thiết kế để đánh giá các đặc điểm của họ cũng đang gia tăng. Học viên có nhận thức được tầm quan trọng của phòng thí nghiệm trước đó và các thử nghiệm lâm sàng trước khi đưa các tài liệu vào sử dụng trong thực tế của họ. Bằng cách này, các kiến thức về tính chất cơ học của họ là điều cần thiết để hỗ trợ dấu hiệu chính xác của các tài liệu này và mong đợi một performance20 dài hạn.Một khi trong khoang miệng, một tình hình động được thành lập và sau đó, các điều kiện bất lợi đến các tài liệu có thể là expected8, 13, 17, 20. Cho các tình huống khác nhau, mỗi tài liệu sẽ đáp ứng một cách cụ thể. Một số xét nghiệm trong ống nghiệm được đề xuất để đánh giá đặc tính khác nhau. Mỗi bài kiểm tra đã thiết kế và đánh giá các thuộc tính cụ thể. Mặc dù có một số lớn các nghiên cứu đánh giá Nha khoa vật liệu trong các tài liệu, trong một số trường hợp nó là hơi khó để so sánh kết quả. Để tìm kiếm cho các giao thức kiểm tra tiêu chuẩn hóa, một tổ chức quốc tế được thành lập để hành động theo hướng đó. Bảng 1 trình bày hướng dẫn chính cho Nha khoa vật liệu phòng thí nghiệm thử nghiệm được đề nghị của quốc tế tổ chức tiêu chuẩn hóa (ISO). Bình luận của các bài kiểm tra thông thường đánh giá các tính chất cơ học của vật liệu Nha khoa được trình bày trong một nỗ lực để chứng minh tính ứng dụng và mức độ phù hợp của họ. TÍNH CHẤT CƠ HỌCTrong môi trường nói, phục hồi là đối tượng để căng thẳng từ hành động nhai. Các lực lượng hành động trên răng và / hoặc các tài liệu sản xuất phản ứng khác nhau dẫn đến biến dạng, mà cuối cùng có thể thỏa hiệp các độ bền của họ trên time1, 8, 9, 17, 18. Nó là quan trọng để giới thiệu một số khái niệm rằng đang cực kỳ có liên quan để hiểu hiệu suất, trình bày bởi các tài liệu điều kiện cụ thể thử nghiệm. Thông tin này sẽ hữu ích để phân tích các phản ứng có thể của vật liệu Nha khoa phục hồi khi lâm sàng trong dịch vụ.Khi một lực lượng cụ thể hoặc tải được áp dụng cho một cơ thể, một phản ứng của cường độ tương tự và với hướng đối diện được sản xuất. Nó kết quả trong một căng thẳng nội bộ. Trong một cách đơn giản để giải thích, nó có thể định lượng phản ứng dẫn đến bởi bên ngoài tải ứng dụng. Kể từ khi hình dạng và kích thước của mẫu vật theo thử nghiệm có thể được đo, người ta có thể tính toán căng thẳng bởi lý do giữa lực lượng và đơn vị khu vực.Tùy thuộc vào các đặc tính tải ứng dụng và kết quả là sự căng thẳng, các phản ứng khác nhau từ các vật liệu được thử nghiệm có thể xảy ra. Sự căng thẳng có thể dẫn đến các thay đổi cấu trúc của kích thước ban đầu. Tỷ lệ giữa điều này thay đổi bởi kích thước ban đầu dẫn đến biến dạng, mà được định nghĩa là căng thẳng. Mặc dù một quá trình phức tạp hơn phát triển, đó là tuyên bố rằng cơ thể phản ứng thống nhất trong bất kỳ lớp của nó. Điều này được định nghĩa là các nguyên tắc của uniformity4.The stress-strain ratio of a material is relevant to determine its mechanical behavior. For each material, there is a stress-strain proportional relationship, establishing a stress-strain curve. If there is a stress relief during loading and no permanent deformation occurs, it demonstrated its elasticity. This proportion occurs until a limit point that is defined as proportional limit and deformation as elastic deformation (Figure 1). In this point, the maximum stress of a material will withstand without permanent deformation. As stress-strain is proportional until this point, there is a constant proportionality. It determines the elasticity of a material and is calculated by the ratio of stress-strain curve within the elastic limit. This proportionality is defined as modulus of elasticity or Young's modulus (Figure 2). This value will measure the stiffness of such material. However, when the applied load exceeds this point, irreversible deformation occurs, resulting in permanent or plastic deformation. Each material presents a resistance to deformation, and after this point, it will result in its rupture. In this point ultimate strength value is obtained.

Kết quả (Việt) 2:

Tính chất cơ học của vật liệu phục hồi nha khoa: đóng góp tương đối của các xét nghiệm Propriedades mecânicas dos materiais dentários Restauradores: contribuição relativa dos ensaios laboratoriais Linda Wang; Paulo Henrique Perlatti D'Alpino; Lawrence Gonzaga Lopes; José Carlos Pereira DDS, MS, NCS, Sở Operative Nha khoa, Nội Nha và vật liệu nha khoa, Bauru trường Nha khoa, Đại học São Paulo, Bauru, São Paulo, Brazil Correspondence ________________________________________ TÓM TẮT Một loạt các sản phẩm nha khoa được tung ra trên thị trường trở thành sự lựa chọn chính xác của các tài liệu này là một nhiệm vụ khó khăn. Mặc dù các tính chất cơ học không nhất thiết đại diện cho thực hành lâm sàng thực tế của họ, chúng được sử dụng để hướng dẫn các tác động của những thay đổi trong thành phần chế biến của họ trên các thuộc tính. Ngoài ra, các xét nghiệm này có thể giúp đỡ bằng cách nào đó các bác sĩ để lựa chọn khi so sánh giữa các công thức cũ và cái mới, cũng như, với các thương hiệu hàng đầu, được đánh dấu bởi các nhà sản xuất. Bài báo này trình bày tổng quan các xét nghiệm quan trọng nhất. Theo cách này, các kiến thức về các thử nghiệm này sẽ cung cấp một quan điểm quan trọng liên quan đến các tính chất của vật liệu nha khoa khác nhau. Uniterms: Vật liệu nha khoa, tài sản; Thử nghiệm vật liệu. ________________________________________ RESUMO Uma grande variedade de Produtos odontológicos que são lançados không Mercado FAZ da Selecao làm nguyên liệu uma difícil tarefa. Apesar das propriedades mecânicas não representarem necessariamente o seu desempenho thực tinh hoàn clínico, os são utilizados para orientar os efeitos das alterações das composições làm nguyên liệu ou một evolução das suas propriedades. Alem disso, estas propriedades podem ajudar o clínico de alguma forma na Selecao correta, uma vez que một comparação entre như formulações anteriores e như mais recentes, assim como như líderes de Mercado são mais destacadas pelos fabricantes. Este artigo apresenta uma revisão dos tinh hoàn laboratoriais mais importantes. Desta forma, o conhecimento destes ensaios fornecerá uma opinião crítica relacionada như propriedades dos diferentes materiais dentários. Unitermos: Materiais dentários, propriedades; Teste de materiais. ________________________________________ GIỚI THIỆU Trong các tài liệu nha khoa hiện nay, một số nghiên cứu đánh giá các đặc tính riêng biệt của vật liệu nha khoa, có thể ảnh hưởng và dự đoán performance1,2,5,6,7,10,19 của họ. Sản phẩm nha khoa đã được phát triển rất rapidily và, do đó, số lượng các nghiên cứu được thiết kế để đánh giá các đặc tính của họ cũng tăng lên. Các học viên đều nhận thức được tầm quan trọng của phòng thí nghiệm trước đó và thử nghiệm lâm sàng trước khi đưa vật liệu vào sử dụng trong thực tế của họ. Bằng cách này, các kiến thức về tính chất cơ học của họ là điều cần thiết để hỗ trợ các dấu hiệu chính xác của các tài liệu này và mong đợi một performance20 lâu dài. Khi ở trong khoang miệng, một tình hình năng động được thành lập và sau đó, điều kiện bất lợi để các vật liệu có thể expected8,13,17,20. Đối với các tình huống khác nhau, mỗi tài liệu sẽ phản ứng một cách đặc biệt. Một số trong các thử nghiệm in vitro được đề xuất để đánh giá tính khác nhau. Mỗi bài thi có thiết kế và đánh giá các đặc tính cụ thể. Mặc dù có một số lượng lớn các nghiên cứu đánh giá vật liệu nha khoa trong văn học, trong một số trường hợp, nó là hơi khó để so sánh kết quả. Để tìm kiếm các giao thức thử nghiệm tiêu chuẩn hóa, một tổ chức quốc tế được thành lập để hành động theo hướng đó. Bảng 1 trình bày các hướng dẫn chính cho vật liệu nha khoa xét nghiệm khuyến cáo của Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế (ISO). Một đánh giá của các xét nghiệm thông thường mà đánh giá tính chất cơ học của vật liệu nha khoa được trình bày trong một nỗ lực để chứng minh tính ứng dụng và sự phù hợp của họ. ĐẶC TÍNH CƠ Trong môi trường miệng, phục hồi đang phải chịu áp lực từ hành động nhai. Các lực lượng này hoạt động trên răng và / hoặc vật liệu sản xuất phản ứng khác nhau dẫn đến biến dạng, mà cuối cùng có thể thỏa hiệp độ bền của họ trên time1,8,9,17,18. Điều quan trọng là để giới thiệu một số khái niệm đó là cực kỳ có liên quan để hiểu hiệu suất trình bày của tài liệu đó theo điều kiện kiểm tra cụ thể. Thông tin này sẽ hữu ích để phân tích phản ứng có thể có của vật liệu nha khoa phục hồi như vậy khi lâm sàng phục vụ. Khi một lực lượng hoặc tải cụ thể được áp dụng cho một cơ thể, một phản ứng có cùng cường độ và hướng ngược lại được sản xuất. Nó là kết quả trong một sự căng thẳng nội bộ. Trong một cách đơn giản để giải thích, nó có thể định lượng các phản ứng dẫn bởi các tải bên ngoài áp dụng. Kể từ khi hình dạng và kích thước của mẫu đo kiểm có thể đo lường được, người ta có thể tính toán căng thẳng bởi những lý do giữa lực và đơn vị diện tích. Tùy thuộc vào đặc điểm tải ứng dụng và căng thẳng hậu quả, phản ứng khác nhau từ chất liệu thử nghiệm có thể xảy ra. Sự căng thẳng có thể dẫn đến sự thay đổi cấu trúc của kích thước ban đầu. Tỷ lệ giữa sự thay đổi này bằng những kết quả ban đầu trong chiều hướng biến dạng, được định nghĩa là căng thẳng. Mặc dù là một quá trình phức tạp hơn phát triển, nó là tuyên bố rằng cơ thể phản ứng thống nhất trong bất kỳ lớp nào của nó. Điều này được định nghĩa như là nguyên tắc của uniformity4. Tỷ lệ ứng suất biến dạng của một loại vật liệu có liên quan để xác định hành vi cơ. Đối với mỗi tài liệu, có một mối quan hệ tỷ lệ thuận với ứng suất biến dạng, thiết lập một đường cong ứng suất biến dạng. Nếu có một cách xả stress trong quá trình tải và không có biến dạng vĩnh viễn xảy ra, nó chứng tỏ độ đàn hồi của nó. Tỷ lệ này xảy ra cho đến một điểm giới hạn được định nghĩa là giới hạn tỷ lệ và biến dạng như biến dạng đàn hồi (Hình 1). Trong thời điểm này, sự căng thẳng tối đa của vật liệu sẽ chịu đựng được mà không biến dạng vĩnh viễn. Khi ứng suất biến dạng là tỷ lệ cho đến thời điểm này, có một số tỉ lệ không đổi. Nó quyết định độ đàn hồi của vật liệu và được tính bằng tỷ lệ của đường cong ứng suất biến dạng trong giới hạn đàn hồi. Tương xứng này được định nghĩa là mô đun đàn hồi của mô đun hoặc Young (Hình 2). Giá trị này sẽ đo độ cứng của vật liệu đó. Tuy nhiên, khi tải ứng dụng vượt quá thời điểm này, biến dạng không thể đảo ngược xảy ra, dẫn đến biến dạng vĩnh viễn hoặc nhựa. Mỗi loại vật liệu trình bày một kháng biến dạng, và sau thời điểm này, nó sẽ dẫn đến vỡ của nó. Trong thời điểm này giá trị sức mạnh cuối cùng thu được.