The effect of refractive index of fillers and polymer matrix on translucency and color matching of dental resin composite - Oivanen, Maija (My University, 2021)
Objective: When restorative resin composites absorbs light from the surrounding tooth structures, it creates a color-match, which is known as “a chameleon effect”. In this study, series of co-monomer mixtures were prepared with an increasing refraction index (RI) and mixed with glass fillers. The aim of this study was to optimize mismatch of refraction index of resin/fillers to create the chameleon effect. Materials and Methods: BisGMA/TEGDMA resins were prepared with seven different mix fractions from 20 % to 80 %. Two different series of submicron (Ø 0.7 μm) silanized fillers (70 wt%) (Schott RI=1.53, Esschem RI=1.54) were mixed with resins (30 wt%). Disc-shaped specimens (1 mm thickness, Ø10 mm) for each composite combination (n=3) were prepared and light-cured for 20 s. Commercial resin composite (OmniChroma, Tokuyama Dental) was used as control. The translucency parameter (TP) was measured using a spectrophotometer. The color matching abilities of the experimental composites were visually analyzed. Data was statistically analyzed using ANOVA followed by Tukey HSD post hoc test for multiple comparison. Results: Composition of resin and type of fillers had statistically significant effect on TP-values (p<0.05). The highest TP values were achieved around of 50 %-50 % fractions of Bis-GMA and TEGDMA for series A and around of 60 %-40 % fraction of Bis-GMA and TEGDMA for series B. Data showed that high or low fraction of BisGMA resulted in low translucent composite. Conclusions: Refraction index of fillers and monomer system influenced light scattering and translucency of dental composite. By optimizing these parameters, resin composite can be tailored for providing “chameleon effect”.

Kun hampaan paikka-aineet absorboivat itseensä valoa ympäröivästä kudoksesta, ne ilmentävät ympäröivän kudoksen väriä ja sulautuvat näin paremmin hampaaseen. Tätä ilmiötä kutsutaan kameleonttiefektiksi. Tässä tutkimuksessa valmistettiin sarja lasifillereihin sekoitettuja komonomeeriseoksia, joiden taitekertoimet olivat eri suuruisia. Tutkimuksen tarkoituksena oli optimoida resiinimatriisin ja fillereiden eri suuruiset taitekertoimet siten, että kameleonttiefekti toteutuisi. BisGMA/TEGDMA -resiiniseoksia valmistettiin seitsemän erilaista seosta. BisGMA:n osuus vaihteli 20 m-%:sta 80 m-%.iin. Näistä seoksista valmistettiin kaksi eri sarjaa, joissa käytettiin kahden eri valmistajan lasifillereitä (A-sarja: Schott RI=1,53, B-sarja: Esschem RI=1,54). Lasifillereiden osuus lopullisesta näytteestä oli 70 m-%. Valmiista seoksista valmistettiin näytekiekkoja (paksuus: 1 mm, Ø10 mm). Jokaisesta seoksesta valmistettiin kolme kiekkoa, joita valokovetettiin 20 s. Lisäksi kaupallisesta verrokista (OmniChroma, Tokuyama Dental) valmistettiin kontrollikiekot. Kiekoista määritettiin läpikuultavuusparametri (TP) sepktrofotometrin avulla. Lisäksi värin sulautumista arvioitiin visuaalisesti. Tulokset analysoitiin ANOVA:lla. Resiiniseoksen koostumuksella sekä fillereiden tyypillä oli tilastollisesti merkittävä vaikutus TP-arvoihin (p<0,05). Suurimmat TP-arvot saavutettiin n. 50 m-%/50 m-% -BisGMA/TEGDMA-suhteella A-sarjassa ja 60 m-% /40 m-% B-sarjassa. Alhaisimmat TP-arvot mitattiin seoksilla, joissa BisGMA-osuus oli hyvin pieni tai korkea. Fillereiden ja monomeerien taitekerroin vaikutti valon siroamiseen ja läpikuultavuuteen lopullisessa paikka-aineseoksessa. Näitä parametrejä optimoimalla resiiniseoksia voidaan räätälöidä ilmentämään kameleonttiefektiä.
Keywords: refraction index, translucency, chameleon effect, color matching, taitekerroin, läpikuultavuus, kameleonttiefekti, värin sovitus