Evaluation of polymerization shrinkage stress in silorane-based composites

Objectives: The purpose of this study was to evaluate the polymerization shrinkage stress among conventional methacrylate-based composite resins and a silorane-based composite resin. Materials and Methods: The strain gauge method was used for the determination of polymerization shrinkage strain. Specimens were divided by 3 groups according to various composite materials. Filtek Z-250 (3M ESPE) and Filtek P-60 (3M ESPE) were used as a conventional methacrylate-based composites and Filtek P-90 (3M ESPE) was used as a silorane-based composites. Measurements were recorded at each 1 second for the total of 800 seconds including the periods of light application. The results of polymerization shrinkage stress were statistically analyzed using One way ANOVA and Tukey test (p = 0.05). Results: The polymerization shrinkage stress of a silorane-based composite resin was lower than those of conventional methacrylate-based composite resins (p < 0.05). The shrinkage stress between methacrylate-based composite resin groups did not show significant difference (p > 0.05). Conclusions: Within the limitation of this study, silorane-based composites showed lower polymerization shrinkage stress than methacrylate-based composites. We need to investigate more into polymerization shrinkage stress with regard to elastic modulus of silorane-based composites for the precise result.

Silorane계 복합레진의 중합수축응력의 평가

연구목적: 새로운 silorane 복합레진의 중합수축응력을 기존의 methacrylate 계열의 복합레진과 비교 분석하는 것이다. 연구 재료 및 방법: Z250, P60, P90 각 군당 10개의 시편을 준비하였다. 시편에 스트레인 게이지를 부착하고 각 재료의 제조사에서 추천하는 접착제 도포 후 10초간, 수복 재료 적용 후 40초간 할로겐 광조사기로 광중합한 뒤 중합수축응력을 측정 하였다. 외경 10 mm, 내경 7 mm, 높이 3 mm의 아크릴릭 주형을 준비하고 주형의 내면은 5초간 sandblasting 처리한 후, 30초간 35% 인산으로 산부식 시행하였다. 주형의 외면은 Cyanoacrylate adhesive (SOKKI)로 스트레인 게이지를 부착하였다. 주형의 내면과 복합 레진을 접착하기 위한 접착제로 methacrylate 기질의 복합 레진 2종은 Single Bond (3M ESPE)를, silorane 기질의 복합레진은 P90 Adhesive system (3M ESPE)을 적용하였고 할로겐 광조사기를 사용하여 10초간 광중합하였다. 시편에 부착된 스트레인 게이지를 TML data logger에 연결시키고 광중합 전의 초기값을 설정한다. 중합시간은 모든 군의 에너지 총량을 동일하게 하기 위해 400 mW/$cm^2$의 광강도로 설정하여 40초간 광중합하였다. 광중합 시점부터 1초 간격으로 800초 간의 스트레인 값을 측정하였고 스트레인 값은 Hooke's law를 이용하여 각 시점의 수축응력으로 환산하여 기록하였다. 결과: 1. 모든 군에서 광중합 직후에는 일시적으로 팽창하였다가 급속한 수축률을 보였고 시간이 지날수록 수축률이 감소하는 경향을 보이다가 200초 이후에는 수축률이 완만해지는 양상을 보였다. 2. 모든 군에서 수축응력이 계속 증가하였고, silorane 기질의 복합레진 P90이 methacrylate 기질의 복합레진 Z250, P60 보다 낮은 수축응력 값을 보였다(p < 0.05). 3. Methacrylate 기질의 복합레진인 Z250과 P60 두가지 재료간 수축응력에는 통계적으로 유의한 차이가 없었다(p > 0.05). 결론: Silorane 기질 복합레진의 사용은 methacrylate 기질 복합레진보다 중합수축응력이 더 작을 것으로 기대되지만 silorane 기질 복합레진의 탄성계수에 있어서 다소 불리한 특성이 보고되는 바, 임상적 적용에 앞서 이에 대한 충분한 고찰 및 추가적인 연구가 더 필요할 것으로 사료된다.