Kompozitlerin Renk Stabilitelerine Işık Kaynaklarının Etkisi* Effect of Light Sources on Color Stability of Composite Resins

Transkript

1 ARAŞTIRMA (Research) Hacettepe Dişhekimliği Fakültesi Dergisi Cilt: 30, Sayı: 2, Sayfa: 77-82, 2006 Kompozitlerin Renk Stabilitelerine Işık Kaynaklarının Etkisi* Effect of Light Sources on Color Stability of Composite Resins *Yrd.Doç.Dr. Duygu SARAÇ, *Yrd.Doç.Dr. Y. Şinasi SARAÇ, *Dt. Tolga KÜLÜNK, *Dt. Şafak KÜLÜNK, *Dt. Çağrı URAL *Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Dişhekimliği Fakültesi, Protetik Diş Tedavisi Anabilim Dalı ÖZET ABSTRACT Giriş: Restoratif dişhekimliğinde yaygın olarak kullanılan kompozit rezin materyallerinde sıklıkla karşılaşılan problemlerden biri renk değişimidir. Kompozit rezinlerde oluşan iç renklenmeler materyalin polimerizasyonu ile ilişkilidir. Bu nedenle polimerizasyonda kullanılan ışık kaynağı önem kazanmaktadır. Amaç: Farklı ışık kaynakları ile polimerizasyon işleminin üç farklı yapıdaki kompozitin renk stabilitesi üzerindeki etkisini incelemektir. Gereç ve Yöntem: Üç farklı kompozitten 10 x 2 mm ebatında 5 er örnek halojen ışık kaynağı (QTH) ve 5 er örnek LED ışık kaynağı kullanılarak toplam 30 örnek hazırlandı. Örnekler 37 ºC suda 48 saat bekletme, 8 saat suda kaynatma ve 37 ºC suda 3 hafta bekletme yöntemleri kullanılarak yaşlandırıldı. Yaşlandırma işleminden önce ve sonra L*a*b* değerleri kolorimetre ile ölçüldü ve b* değerindeki farklılıklar ( b) hesaplandı. b değerleri Kuruskal-Wallis Varyans Analizi (α=0.05) ve Mann-Whitney U testleri ile karşılaştırıldı (α=0.01). Bulgular: LED ile daha yüksek negatif b değerleri bulundu (p<0.01). QTH gruplarında, tüm kompozit materyalleri arasında fark görülürken (p<0.01), LED gruplarında, kompozitler arasında istatistiksel fark bulunmadı (p>0.01). Sonuç: Sarı renk değeri açısından en yüksek değişiklik ( b) hibrit tip kompozitte görülmüştür. Her üç kompozit rezinde QTH ile daha düşük negatif b değeri elde edilmiştir. Introduction: The color change of the composite materials which are commonly used in restorative dentistry is one of the clinical problems. The intrinsic color change of the composite resins is related with their polymerization. For this reason, light sources which are used to polymerize the composite resins, are important. Aim: To investigate the effect of the polymerization with different light sources on the color stability of three different composite resins. Material and Method: From each three composite resins, 5 specimens halogen light (QTH) and 5 specimens cured with a LED curing light, totally 30 specimens were prepared in 10mm diamension and 2mm thick. The specimens were aged by storing in water at 37 Co for 48 hours, boiling for 8 hours, and storing in water at 37 Co for 3 weeks. Before and after aging L*a*b* values were measured, and the differences of b* values ( b) were calculated. Data were compared using Kruskal-Wallis Analysis of Variance (α=0.05) and Mann-Whitney U tests (α=0.01). Results: LED showed lower b values (p<0.01). While there were statistically differences between all composite resins in QTH groups (p<0.01), no statistically differences were found between the composite resins in LED groups (p>0.01). Conclusion: The highest color differences were found with hybrid composite in terms of yellow color value. Lower negative b values were obtained with QTH for each composite resin. ANAHTAR KELİMELER Kompozit rezin, Işık kaynağı, Renk stabilitesi KEYWORDS Composite resin, Light source, Color stability *Araştırma Türk Dişhekimleri Birliği 12. Uluslararası Dişhekimliği Kongresi nde sözlü bildiri olarak sunulmuştur.

2 78 GİRİŞ Işıkla sertleşen dental kompozitlerin ana yapılarında fotobaşlatıcı olarak kamforokinon bulunur. Oldukça az sayıda olmakla birlikte bazı kompozit rezinlerde ise phenylpropandione-ppd ve bis-phosphineoxide bulunur. Kamforokinon en yüksek seviye olarak yaklaşık 468 nm dalga boyundaki mavi ışığa duyarlıdır 1-3. Hacimsel olarak çok az kullanılsa da (% ), 468 nm dalga boyundaki yüksek absorbsiyonu nedeniyle sarı bir kimyasal olan kamforokinon, materyalin rengini önemli şekilde etkiler 4. Kamforokinon polimerizasyon sırasında rengini sarıdan renksiz hale gelene kadar değiştirir. Eğer polimerizasyon yeterli sürede ve güçte değilse sarı rengin bir kısmı geride kalır. Bu nedenle fotobaşlatıcı olarak kamforokinon içeren bir materyal polimerizasyon öncesinde daha sarı değerde bir renge sahiptir 1. Plak veya boyayıcı ajanlar ile oluşan dış renklenmeler polisaj ile kolayca uzaklaştırılabilirken, fotobaşlatıcı sistem nedeniyle oluşan iç renklenmeler geri dönüşümsüzdür. İç renklenmeye makropartiküllü ve BIS-GMA miktarı daha fazla olan rezinlerde daha çok, mikropartiküllü ve ışıkla polimerize olan rezinlerde ise daha az rastlanır 5. Sonuç olarak fotobaşlatıcı sistem sadece polimerizasyon özelliklerini değil, materyalin renk stabilitesini de etkiler 6. Kolorimetrik renk analizi, dental materyallerdeki renk farklılıklarının incelenmesi için kullanılan hassas kantitatif bir tekniktir. Renkteki değişiklikler gözün algılama seviyesinin altına indiğinde bile spektrofotometrik ve kolorimetrik renk ölçümleri sayısal değerler verir, tekrarlanabilir ve güvenilir sonuçlar elde edilir. Munsell ve CIE L*a*b* (Commission Internationale de L Eclairage) Renk Sistemleri aletsel renk analizlerinde sıklıkla kullanılan sistemlerdir 7,8. CIE L*a*b* Renk Sistemi üç koordinat içerir. L* koordinatı rengin açıklık değerini verir, a* ve b* koordinatları kırmızı/yeşil ve sarı/mavi eksenlerindeki pozisyonları temsil etmektedir. +a* ekseni rengin kırmızı yoğunluğunu, a * ekseni rengin yeşil yoğunluğunu, +b* ekseni rengin sarı yoğunluğunu ve b * ekseni rengin mavi yoğunluğunu temsil eder (Şekil 1). Renk farklılığı (ΔE), üç boyutlu renk uzayındaki iki nokta arasındaki farklılığın yönü ve büyüklüğünün matematiksel olarak hesaplanmasıdır 9. Kompozit rezin materyallerde b değeri polimerizasyonu başlatıcı sistem hakkında önemli bilgi sağlar. Ölçüm sonrası elde edilen b* değerleri pozitif olmasına rağmen, b değerleri negatif ya da pozitif olabilir. + b sarı renk değerindeki artışı gösterirken, - b sarı renk değerindeki kaybı gösterir 1. Kompozitlerin yetersiz polimerizasyonu zayıf renk stabilitesine neden olmaktadır. Günümüzde plazma ark ve özellikle Light Emitting Diode (LED) ışık kaynakları polimerizasyonda uzun yıllar yaygın olarak kullanılan Quartz Tungsten Halogen (QTH) ışık kaynaklarına alternatif olmaktadırlar. LED lerin QTH lara göre daha az enerji kullanmaları ve daha uzun ömürlü olmalarının yanı sıra en önemli özellikleri belirli bir dalga boyu aralığında (470 nm civarında) sadece görülebilir mavi ışık üretmeleridir Üretilen ışığın %95 i polimerizasyon için gereken niteliktedir. QTH larda ise giren enerjinin %70 i ısıya dönüşürken, sadece %10 u görülebilir ışıktır. Bu görülebilir ışığın %90 ı da filtrelerin kullanımına bağlı olarak kaybedilir. Sonuç olarak mavi ışık çıkışı total enerji girişinin sadece % 1 i dir 12,14. YEŞİL -a MAVİ -b Renk Düzlemi ŞEKİL 1 L=100 (Beyaz) L=0 (Siyah) CIE L*a*b* Renk Sistemi +b SARI +a KIRMIZI

3 79 TABLO I Çalışmada kullanılan kompozit rezinler Kompozit rezin Sınıf (doldurucu oranı) Üretici Firma Grandio (G) Filtek Z 250 (F) Quadrant Universal LC (Q) Nanohibrit (%87 ağırlık; %71,4 hacmen) Mikrohibrit (%78 ağırlık; %60 hacmen) Hibrit (%75 ağırlık; %60 hacmen) VOCO, Cuxhaven, Germany 3M-ESPE, St Paul, MO, USA Cavex, Haarlem, Holland Halojen ve LED ışıklarının kompozit rezinlerde dönüşüm oranı veya polimerizasyon derinliği üzerine çeşitli araştırmalar mevcuttur Bununla beraber halojen ışığın ve LED ışığının renk stabilitesindeki etkisini inceleyen çalışma bulunmamaktadır. Bu çalışmanın amacı iki farklı ışık kaynağı (QTH ve LED) ile polimerizasyon işleminin üç farklı yapıdaki (nanohibrit, mikrohibrit ve hibrit) kompozitin yaşlandırma işleminden sonra renk stabilitesi üzerindeki etkilerini incelemektir. GEREÇ ve YÖNTEM Çalışmada kullanılan A3 rengindeki kompozit rezinler Tablo I de görülmektedir. Standart kompozit diskler hazırlamak amacıyla 2 mm kalınlığında ve içinde 10 mm çapında boşluk bulunan bir şeffaf plastik kalıp hazırlandı. Şeffaf plastik kalıp, üzerinde polyester strip bant bulunan bir siman camı üzerine yerleştirildi. Kompozit rezinler bir el aleti ile kalıba uygulandıktan sonra başka bir polyester strip ve siman camı kompozit rezinin üzerine yerleştirildi ve kalıp ile eşit seviyeye gelene kadar parmak basıncıyla bastırılarak tutuldu. Her kompozit sistemi için onar adet olmak üzere toplam 30 adet örnek hazırlandı. Örneklerin yarısı ışık yoğunluğu 600 mw/cm 2 olan bir halojen ışık kaynağı (Astralis 3, Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein), diğer yarısı ise ışık yoğunluğu 400 mw/cm 2 olan bir LED ışık kaynağı (Elipar Freelight 1, 3M-ESPE, St Paul, MO, USA) ile 40 sn süre ile polimerize edildi. Deney grupları Tablo II de görülmektedir. Renk ölçümlerinin yapılabilmesi için örneklerin aynı pozisyonda standart şekilde konumlandırılması amacıyla beyaz renkli teflon kalıp hazırlandı. Her örneğin renk ölçümlerinden önce kolorimetre cihazının kalibrasyonu beyaz kalibrasyon porseleni (CR-A43, Minolta Inc., Osaka, Japan) ile yapıldı. Çalışmada sadece sarı renk değerindeki değişim incelendiğinden, kompozit örneklerin b* değerleri küçük alan kolorimetresi (Chroma Meter II, Minolta Inc., Osaka, Japan) ile ölçüldü. Her örnek için üç ölçüm yapıldı ve ortalaması alınarak CIE b 1 * değeri olarak kaydedildi. Tüm örneklere 37 ºC suda 48 saat bekletme, sekiz saat süre ile suda kaynatma ve takiben 37 ºC suda üç hafta bekletme yöntemi ile yaşlandırma işlemi uygulandı 20,21. Daha sonra aynı şekilde örneklerin ikinci b* değeri ölçümleri yapıldı ve b 2 * değeri olarak kaydedildi. Çalışmada sarı renk değerindeki değişim, b = b 2 -b 1 formülü kullanılarak hesaplandı. Elde edilen veriler Kuruskal- Wallis (α=0.05) ve Mann-Whitney U testleri ile karşılaştırıldı (α=0.01) 22. BULGULAR Parametrik analiz koşulları sağlanamadığından grupların karşılaştırılmasında Kruskal-Wallis Varyans analizi testi, Benferroni düzeltmesi yapılarak uygulandı (Ki-kare = , df = 5, Sig.= 0.001). İkili karşılaştırmalarda Mann-Whitney U testi kullanıldı. Grupların ortanca, maksimum, minimum b değerleri ve standart sapmaları Tablo II de görülmektedir. Işık kaynaklarının grup içi karşılaştırmaların-

4 80 TABLO II Deney gruplarının ortanca, minimum, maksimum b değerleri Işık Kaynağı Gruplar n Ortanca Minimum Maksimum ss Grup G ,17 QTH Grup F ,26 Grup Q ,63 Grup G LED Grup F ,76 Grup Q ,26 TABLO IV Işık kaynağı açısından gruplar arası önemlilik durumları Karşılaştırılan gruplar Grup G1 G Grup F1 F Grup Q1 Q da, OTH ile polimerize edilen kompozit materyaller arasında fark bulunurken (p<0.01), LED ile polimerize edilen gruplar arasında fark bulunmadı (p>0.01) (Tablo III). Ancak her iki ışık kaynağı ile, en düşük - b değerleri nanohibrit kompozit ile elde edilirken (Grup G1 ve G2), en yüksek- b değerleri hibrit kompozitler ile elde edilmiştir (Grup Q1 ve Q2). Her iki ışık kaynağı ile polimerize edilen grupların karşılaştırılmasında, LED ışık kaynağı ile QTH a göre anlamlı olarak daha yüksek negatif b değerleri elde edilmiştir (p<0.01) (Tablo IV). TARTIŞMA Çalışmanın sonuçları, yaşlandırma işleminin ve polimerizasyon kaynaklarının kompozit rezin materyallerinin sarı renk değerini etkilediğini ve yaşlandırma işleminden sonra sarı renk değerin- TABLO III Grup içi karşılaştırmalarda önemlilik durumları Karşılaştırılan gruplar p Grup G1 - F Grup G1 - Q Grup F1 - Q Grup G2 F Grup G2 Q Grup F2 Q de azalma olduğunu göstermiştir. Polimerizasyon sonrası yaşlandırma amacıyla ısı uygulamasının kamforokinon ve dolayısı ile sarı renk değeri üzerine direk etkisini belirten karşılaştırma yapabileceğimiz bir çalışma bulunmamaktadır. Ancak yapılan bir çalışmada iki ticari ve dört deneysel kompozitin ışık polimerizasyonundan hemen sonra 10 dakika ve 3 saatlik sürelerde ısıya maruz bırakılmasının, materyallerin kırılma dayanımına, mikrosertliğine ve dönüşüm derecesine etkisi değerlendirilmiştir. Dental kompozitlerin kısa veya uzun sürelerde C de ısıya maruz bırakılmaları sonucunda polimerizasyon derecesi ve mekanik özelliklerinde anlamlı artışlar oluşturduğunu ve polimerizasyon derecesini arttırmada 10 dakikalık ısının 3 saatlik period kadar etkili olduğu bildirilmiştir 23. Yapılan başka bir çalışmada, kompozit örneklerin 0.5, 1, 3, 5, ve 7 dakika ile 50 0 C, 75 0 C, C ve C ısıya maruz bırakılmaları sonucunda tüm gruplarda ısı uygulanmayan kontrol grubuna göre anlamlı olarak daha yüksek polimerizasyon derecesi elde edilmiştir 24. p

5 81 Farklı ışık kaynakları ile kompozitlerin polimerizasyonunu inceleyen bir çalışmada, QTH ışık kaynağı (530 mw/cm 2 ) ve ilk jenerasyon LED ışık kaynağı (310 mw/cm 2 ) ile polimerize edilen kompozit rezinin polimerizasyon derinliği ve yüzey sertliği incelenmiş ve QTH ışık kaynakları ile daha yüksek polimerizasyon derinliklerinin sağlandığı, 2 mm den daha fazla kalınlıklarda LED ışık kaynaklarının performansının QTH ışık kaynaklarına eşit olmadığı bildirilmiştir 12. LED ve QTH ışık kaynaklarının polimerizasyon derinliklerini inceleyen bir başka çalışmada ise, düşük ışık yoğunluklu ilk jenerasyon LED lerin klinik olarak yeterli polimerizasyon derinliği sağlamadığı, ancak yüksek ışık yoğunluklu ikinci jenerasyon LED lerin QTH ışık kaynaklarına eşit potansiyelde bir polimerizasyon sağladığı bildirilmiştir 7. Bir diğer çalışmada aynı ışık yoğunluğundaki LED ile QTH ışık kaynağına göre daha yüksek polimerizasyon derinliği elde edilmiştir 19. Çalışmamızda kullanılan LED ışık kaynağı da ilk jenerasyon olup 400 mw /cm 2 ışık yoğunluğuna, nm ışık dalga boyuna sahiptir. QTH ışık kaynağı ise 600 mw/cm 2 ışık yoğunluğuna ve nm ışık dalga boyuna sahiptir. Çalışmanın sonucunda halojen ışık ile polimerize edilen örnekler ile pozitif değere daha yakın negatif b değerleri elde edilmiştir. Bu halojen ışığın etkin spektrumunun, kamforokinonu LED ışığından daha iyi dönüştürdüğünün bir göstergesidir. Ayrıca ışık yoğunluğunun da sonucu etkilediği düşünülmektedir. LED ışığın spektrum bandının genişliği ( nm) kamforokinonun emilim bandının genişliğinden ( nm) daha düşüktür. Polimerizasyonu başlatıcı görevinin yanı sıra bir fotobaşlatıcı, ışığın spektrum bandı fotobaşlatıcının emilim bandına uyduğunda bir ışık emici olarak da rol oynayabilir. Ayrıca bazı modern rezin temelli materyallerin halojen ışığın emisyon spektrumunun tamamını kullanmak için 400 nm dalga boyu civarında emilim bandları ile ek fotobaşlatıcılara sahip olabileceği bilinmektedir. LED ışığının etkin spektrumu 430 nm dalga boyunda başladığı için bu fotobaşlatıcıların etkilenmemesi söz konusu olabilir 1. Farklı rezin materyallerinin polimerizasyonları sonucu sarı renk değerlerindeki değişimin incelendiği bir çalışmada, hibrit tip kompozitin daha fazla renk değişimi gösterdiği ve bu sonucun kompozit materyallerin içerdiği kamforokinon miktarı ile ilişkili olduğu belirtilmiştir 1. Çalışmamızda da farklı büyüklükte inorganik doldurucu içeren kompozit materyaller arasında yaşlandırma işleminden sonra sarı renk değeri değişiminde anlamlı farklılıklar bulunmuştur. Hibrit tip kompozit en fazla sarı renk değeri değişimi göstermiştir. Üreticiler tarafından genel olarak kompozit materyallerinin içerikleri ve özellikle de kamforokinon gibi fotobaşlatıcılar ile ilgili detaylı bilgi verilmediği için bu konu hakkında ayrıntılı bir yorum yapmak mümkün olmamaktadır. SONUÇLAR Bu in vitro çalışmanın sınırları içerisinde; 1. Kompozitlerin renk stabilitesi, kompozit rezinin yapısına ve polimerizasyon için kullanılan ışık kaynağına bağlıdır. 2. Yaşlandırma işleminden sonra her üç kompozit rezinin sarı renk değerlerinde belirgin bir azalma olmuştur. En yüksek sarı renk değeri değişimi hibrit tip kompozitte görülmüştür. 3. Her üç kompozit rezinde QTH ile polimerizasyonu yapılan örneklerde LED e göre daha az sarı renk değeri değişimi elde edilmiştir. 4. Klinisyenler kullanılan kompozitin inorganik doldurucu tipinin ve polimerizasyon için kullanılan ışık kaynağının kompozit rezinin renk stabilizasyonu açısından etkili faktörler olduğunu dikkate almalıdırlar.

6 82 KAYNAKLAR 1. Janda R, Roulet JF, Kaminsky M, Steffin G, Latta M. Color stability of resin matrix restorative materials as a function of the method of light activation. Eur J Oral Sci. 2004;112: Halvorson RH, Erickson RL, Davidson CL. Polymerization efficiency of curing lamps: a universal energy conversion relationship predictive of conversion of resin-based composite. Oper Dent. 2004; 29: Yoon TH, Lee YK Lim BS, Kim CW. Degree of polymerization of resin composites by different light sources. J Oral Rehabil. 2002;29: Shintani H, Yamaki M, Inoue T. Analysis of camphorquinone in visible light-cured composite resins. Dent Mater. 1985;1: Dayangaç B. Kompozit rezin restorasyonlar. Güneş Kitabevi Ank. 6. Uchida H, Vaidyanathan J, Viswanadhan T, Vaidyanathan TK. Color stability of dental composites as a function of shade. J Prosthet Dent. 1998;79: Kim HS, Um CM. Color differences between resin composites and shade guides. Quintessence Int. 1996;27: Akaltan F, Keskin Y, Özkan Y. Kompozit rezinlerde görünür ışıkla polimerizasyonun renk değişikliğine etkisi. AÜ Diş Hek Fak Derg. 1999;6: Okubo SR, Kanawati A, Richards MW, Childress S. Evaluation of visual and instrument shade matching. J Prosthet Dent. 1998;80: Ernst CP, Meyer GR, Muller J, Stender E, Ahlers O, Willershausern B. Depth of cure of LED vs QTH lightcuring devices at a distance of 7 mm. J Adhesive Dent. 2004;6: Nomoto R, McCabe JF, Hirano S. Effect of aperture size on irradiance of Led curing units. Dent Mater. 2004;20: Tsai PC, Meyers IA, Walsh LJ. Depth of cure and surface microhardness of composite resin cured with blue LED curing lights. Dent Mater. 2004;20: Üşümez A, Öztürk AN, Üşümez S, Öztürk B. The efficiency of different light sources to polymerize resin cement beneath porcelain laminate veneers. J Oral Rehabil. 2004;31: Stahl F, Ashworth SH, Jandt KD, Mills RW. Lightemitting diode (LED) polymerisation of dental composites: flexural properties and polymerisation potential. Biomater. 2000;21: Mills RW, Jandt KD, Ashworth SH. Dental composite depth of cure with halogen and blue light emitting diode technology. Br Dent J. 1999; 186: Soh MS, Yap AU, Siow KS. Comparative depths of cure among various curing light types and methods. Oper Dent. 2004;29: Bennett AW, Watts DC. Performance of two blue lightemitting-diode dental light curing units with distance and irradiation-time. Dent Mater. 2004;20: Lindberg A, Peutzfeldt A, van Dijken JW. Curing depths of a universal hybrid and a flowable resin composite cured with quartz tungsten halogen and light-emitting diode units. Acta Odontol Scand. 2004;62: Bala O, Ölmez A, Kalaycı S. Effect of LED and halogen light curing on polymerization of resin-based composites. J Oral Rehabil. 2005;32: Tezvergil A, Lassila LV, Vallittu PK. Composite-composite repair bond strength: effect of different adhesion primers. J Dent. 2003;31: Tezvergil A, Lassila LV, Yli-Urpo A, Vallittu PK. Repair bond strength of restorative resin composite applied to fiber-reinforced composite substrate. Acta Odontol Scand. 2004;62: Hayran M, Özdemir O. Bilgisayar-İstatistik ve Tıp. Hekimler Yayın Birliği Ank. 23. Ferracane JL, Condon JR. Post-cure heat treatments for composites: properties and fractography. Dent Mater. 1992;8: Bagis YH, Rueggeberg FA. Effect of post-cure temperature and heat duration on monomer conversion of photoactivated dental resin composite. Dent Mater. 1997;13: İLETİŞİM ADRESİ Yrd.Doç.Dr. Duygu SARAÇ Ondokuz Mayıs Üniversitesi Dişhekimliği Fakültesi Protetik Diş Tedavisi Anabilim Dalı Kurupelit-SAMSUN Tel: / 3686, Faks: , E-posta: dsarac@omu.edu.tr