Microscopic inspection of the resin-matrix cement and flowable composite layers after low loading cementation of composite onlays to dentin and enamel: An in vitro study

Abstract

Contexto: A camada de cimento resinoso pode variar na interface de restaurações indiretas, em função do protocolo de cimentação e do tipo de cimento resinoso. Uma camada espessa de cimento resinoso é suscetível à presença de defeitos e falhas mecânicas por fratura. Materiais e Métodos: Inicialmente, uma pesquisa de literatura foi feita na PubMed de artigos publicados entre Janeiro de 2008 até Maio de 2022 usando as palavras chaves seguintes: “onlay” AND “resin composite” AND “resin cement” AND “thickness” OR “defect” OR “pore” or “fissure” AND “microscopy”. Onlays em resina composta (GrandioSOTM block, VOCO, Germany) foram produzidos por CAD-CAM e cimentados sobre as superfícies dentarias seguindo o protocolo padrão. Os espécimenes foram divididos em quatro grupos consoante o tipo de cimento. Os grupos de espécimenes foram seccionados para a avaliação da microestrutura por microscopia ótica com uma ampliação de x50 até x1000. Resultados Nas imagens obtidas por microscopia ótica, os maiores valores médios de espessura de camada de cimento foram registados a 405 µm para um dos cimentos resinosos. Diferenças estatísticas nas espessuras vertical ou horizontal foram detetadas entre o cimento resinoso e os outros grupos (p <0.05). Nas margens das restaurações com onlay, os maiores valores médios de espessura de camada de cimento foram registados a 285 µm para os outros cimentos resinosos (p <0.05). Os valores mais baixos de espessura foram registados para as resinas compostas mais fluidas. Nenhuma diferença estatística foi registada entre as resinas compostas (p <0.05). A camada de adesivo foi observada em várias imagens. A espessura da camada de adesivo variou de 12 até 40 µm para os cimentos resinosos enquanto as resinas compostas apresentaram uma espessura de 7-10 µm. Conclusions Na cimentação sob baixa carga, a espessura da camada de cimentos resinosos e de compósitos foi variável nas interfaces do onlay com a dentina e o esmalte. Dois compósitos resinosos fluidos revelaram características de viscosidade e microestruturas adequadas para a cimentação quando comparadas com dois cimentos resinosos. No entanto, um aumento da carga na cimentação poderia promover o escoamento dos cimentos resinosos e do adesivo resultando numa espessura adequada da camada nas interfaces entre o onlay com a dentina ou o esmalte.

Background: The resin matrix-cement layer can vary at indirect restorations to tooth interfaces depending on the cementation procedure and type of resin-matrix cement. An increased thickness of resin-matrix cement is susceptible to defects and mechanical failures by fracture. Purpose: Thus, the main aim of this study was to evaluate the microstructure and the thickness of the resin-matrix cement and flowable composites at resin-matrix composite onlays to dentin and enamel interfaces after cementation on low loading. Materials and Methods: At first, a literature search on PubMed was conducted on the articles published from January 2008 up to May 2022 using the following search terms: “onlay” AND “resin composite” AND “resin cement” AND “thickness” OR “defect” OR “pore” or “fissure” AND “microscopy”. Resin-matrix composite onlays (GrandioSOTM block, VOCO, Germany) were manufactured by CAD-CAM and then cemented to tooth surfaces after drilling, shaping, cleaning, and conditioning with adhesive following standard guidelines. Specimens were divided into four groups regarding the type of resin-matrix cement. Groups of specimens were cross-sectioned for microstructural evaluation by optical microscopy at magnification from x50 up to x1000. Results The highest mean values of resin-matrix layer thickness were recorded at 405 µm for one of the resin-matrix cements. Statistical differences in vertical or horizontal thickness were detected between the resin-matrix cement and the other groups (p <0.05). Considering the margins of the onlay restorations, the highest mean values of resin-matrix layer thickness were recorded at 285 µm for another resin-matrix cement (p <0.05). The lowest values of layer thickness were recorded for the flowable resin-matrix composites. No statistical differences were recorded between the resin-matrix composites (p <0.05). The adhesive layer was detected in several images. The thickness of the adhesive layer ranged from 12 up to 40 µm for the resin-matrix cements while the resin-matrix composites showed a thickness of around 7-10 µm. Conclusions On low loading cementation, the layer thickness of resin-matrix cements and composites was variable at the onlay restorations to dentine and enamel interfaces. Two flowable resin-matrix composites revealed proper flowing and microstructure features when compared with two resin-matrix cements. However, an increase in the cementation loading could promote the flowing of the resin-matrix cements and adhesive resulting in adequate layer thickness at the onlay restoration to dentin or enamel interface.