The wear behavior of occlusal surfaces and interfaces in bruxist patients: an in vitro study

ABSTRACT Objective: To investigate the different wear behaviour of restored occlusal surfaces and interfaces, performed by bruxist patients. Methods: In order to evaluate wear in bruxist patients four different restorative materials (Venus Diamond, Emax CAD, Grandio block, Vita enamic) were used to restore first-class cavities in upper molars with a nanohybrid resin cement and then wear tests were performed on all the samples and a stainless still stylus has been used as an antagonistic element. The samples were subjected to 1x10 4 cycles on one cusp and 10x104 cycles of mechanical fatigue on the opposite cusp. Furthermore in order to evaluate wear of restorations with different materials towards occlusal splints in bruxist, a patient with first class dental occlusion was selected. After intraoral scans, obtained with Cerec Omnicam, an .stl file was created in order to obtain 3D printed models of the lower and upper jaw. On the upper jaw, an occlusal bite (OB) was designed through a CAD software (Exocad) and 4 splints were fabricated through a 3D printer (SolFlex 170, Voco Gmbh) with transparent resin (V-Splint, Voco). On a lower jaw model, posterior teeth were prepared with a 1.2mm thick occlusal reduction to simulate a worn dentition. The so-obtained model was scanned with a lab scan (Itero) and 4 lower models were 3D printed. Lower jaw models were then scanned with an intraoral scanner and table-top adhesive restorations over premolars and molars were designed with a CAD software (Grandio blocs, Emax, Vita Enamic) and the restoration with hormocer (Admira) were obtained with the help of 2 silicon keys of the posterior teeth of the original models and then the occlusal reduction was restored with them. At this point the models (upper with v-Splint, lower with restorative materials) were subjected 500,000 cycles of mechanical fatigue in a dual-axis masticatory simulator. After all the samples above mentioned and the table top have been scanned with 3D Laserscanner to observe the wear of the occlusal surfaces and interfaces in order to evaluate the different wear obtained in relation with different materials. The wear of all the specimens were calculated using a 3D software Geomagic. Result: The statistical analysis with one way Anova Test revealed a non significant difference between the materials in terms of mean wear, either after 10.000 cycles either after 100.000 cycles. While one way Anova Test revealed a significant difference between the materials used for table top restorations towards an occlusal bite (OB). Bonferroni post hoc test showed a significant difference between Admira and Emax Cad. Conclusions: Within the limitations of this in vitro study, it could be speculated that in bruxist patients the wear rate of restorative materials is strongly influenced by the roughness more than the hardness of the antagonist. Moreover, resin-based direct materials could suffer an increased wear rate if compared to indirect adhesive solutions

Obiettivo: Lo scopo è indagare il diverso comportamento di usura delle superfici e delle interfacce occlusali restaurate nei pazienti bruxisti. Metodi: Per valutare l'usura nei pazienti bruxisti sono stati utilizzati quattro diversi materiali da restauro (Venus Diamond, Emax CAD, Grandio block, Vita enamic) per restaurare cavità di prima classe nei molari superiori con un cemento resinoso nanoibrido e quindi sono stati eseguiti test di usura su tutti i campioni con uno stilo di acciaio inossidabile utilizzato come elemento antagonista. I campioni sono stati sottoposti a 1x104 cicli su una cuspide e 10x104 cicli di fatica sulla cuspide opposta. Inoltre per valutare l'usura di restauri con materiali diversi contro splint occlusali in pazienti bruxisti, è stato selezionato un paziente con occlusione dentale di prima classe. Dopo le scansioni intraorali, ottenute con Cerec Omnicam, è stato creato un file .stl per ottenere modelli stampati in 3D del mascellare inferiore e superiore. Sul mascellare superiore, è stato progettato un bite occlusale (OB) tramite un software CAD (Exocad) e sono stati fabbricati 4 splint tramite una stampante 3D (SolFlex 170, Voco Gmbh) con resina trasparente (V-Splint, Voco). Su un modello della mandibola, i denti posteriori sono stati preparati con una riduzione occlusale spessa 1,2 mm per simulare una dentatura usurata. Il modello così ottenuto è stato scansionato con una scansione di laboratorio (Itero) e 4 modelli inferiori sono stati stampati in 3D. I modelli della mandibola sono stati quindi scansionati con uno scanner intraorale e sono stati progettati restauri table top adesivi su premolari e molari con un software CAD (Blocchi Grandio, Emax, Vita Enamic) e il restauro con l’ormocero (Admira) è stato ottenuto con l'aiuto di 2 chiavi in silicone dei denti posteriori dei modelli originali e con essi è stata poi ripristinata la riduzione occlusale. A questo punto i modelli (superiore con v-Splint, inferiore con materiali da restauro) sono stati sottoposti a 500.000 cicli di fatica meccanica in un simulatore masticatorio a doppio asse. Dopo che tutti i campioni sopra menzionati e i table top sono stati scansionati con 3D Laserscanner per osservare l'usura delle superfici occlusali e delle interfacce al fine di valutare la diversa usura ottenuta in relazione ai diversi materiali. L'usura di tutti i campioni è stata calcolata utilizzando un software 3D Geomagic. Risultato: L'analisi statistica con Anova Test unidirezionale ha rivelato una differenza non significativa tra i materiali in termini di usura media, sia dopo 10.000 cicli sia dopo 100.000 cicli. Mentre un modo Anova Test ha rivelato una differenza significativa tra i materiali utilizzati per i restauri table top contro un bite occlusale (OB). Il test post hoc Bonferroni ha mostrato una differenza significativa tra Admira ed Emax Cad. Conclusioni: Entro i limiti di questo studio in vitro, si potrebbe ipotizzare che nei pazienti bruxisti il tasso di usura dei materiali da restauro sia fortemente influenzato dalla rugosità più che dalla durezza dell'antagonista. Inoltre, i materiali diretti a base di resina potrebbero subire un tasso di usura maggiore rispetto alle soluzioni adesive indirette