バルクフィル樹脂複合材料で冠状に発生する時空間温度場：サーモグラフィーによる研究

Spatio-temporal temperature fields generated coronally with bulk-fill resin composites: A thermography study.

抄録

目的:

本研究の目的は、(i)高照度(3s)光重合プロトコールと(ii)2つの標準照度(10s)プロトコールが、標準的なバルクフィルレジンベースコンポジット(RBC)と比較して、超高速光重合バルクフィル(URPBF)コンポジットまたは予熱された熱粘性バルクフィルコンポジットで修復した臼歯部窩洞内の歯内光照射中の2D温度マップに及ぼす影響を調査することである。具体的な目的は、温度マップの視覚的評価と、4つの異なる場所における複数の温度/時間プロットの定量的評価であった。

OBJECTIVE: This study aimed to investigate the effects of (i) a high-irradiance (3s) light-curing protocol versus (ii) two standard-irradiance (10s) protocols on 2D temperature maps during intra-dental photo-irradiation within a molar cavity restored with either Ultra-Rapid Photo-Polymerized Bulk Fill (URPBF) composites or a pre-heated thermo-viscous bulk-fill composite, compared to a standard bulk-fill resin-based-composite (RBC). The specific objectives included visual assessment of the temperature maps and quantitative assessment of several temperature/time plots at four different locations.

方法:

う蝕のない下顎第一大臼歯窩洞を天然歯型とした。接着剤を介さずにレジン組成物を埋入した。2種類のURPBFコンポジットレジン(PFill; PFlow)および1種類の予熱熱粘性バルクフィルコンポジットレジン(Viscalor: VC)を、最新のバルクフィルコンポジットレジン(One Bulk Fill: OBF)と比較した。2種類のLED-LCU装置が使用された：光照射プロトコルは3種類（PC-3s、PC-10s、S10-10s）。サーモグラフィを用いて、照射中と照射後の120秒間、冠状動脈全域の2次元温度マップを記録した。データセットから4つの異なるレベルの変化を選択した：（窩洞頂部から0、2、4mm、象牙質窩洞底部から1mm下）。最高到達温度(T)、平均温度上昇(ΔT)、最高到達温度に達するまでの時間(s)、温度/時間(T/t)プロット下の積分面積(°C s)を特定した。データは3元配置ANOVA、1元配置ANOVA、独立t検定、Tukeyポストホック検定で分析した（p < 0.05）。

METHODS: A caries-free lower first molar cavity served as a natural tooth mold. Resin composites were placed without intermediary adhesive. Two URPBF composites (PFill; PFlow) and one pre-heated thermo-viscous bulk-fill composite (Viscalor: VC) were compared to a contemporary bulk-fill composite (One Bulk Fill: OBF). Two LED-LCU devices were used: Bluephase PowerCure (PC) and Elipar S10 (S10), with three light-irradiation protocols (PC-3s, PC-10s and S10-10s). 2D temperature maps over the entire coronal area were recorded for 120 s during and after irradiation using a thermal imaging camera. Changes at four different levels were selected from the data sets: (0, 2 and 4 mm from the cavity top and at 1 mm below the dentin cavity floor). The maximum temperature attained (T), the mean temperature rise (ΔT), the time (s) to reach maximum temperature and the integrated areas (°C s) under the temperature/time (T/t) plots were identified. Data were analysed via three-way ANOVA, One-way ANOVA, independent t-tests and Tukey post-hoc tests (p < 0.05).

結果:

すべての赤血球は、定性的には類似した温度-時間プロファイルを示した。PFlowは最も短時間でTに達した。PC-3s（3000mW/cm）はS10-10sと同程度のΔTを生じたが、PFillではΔTが大きかった。同じ放射照度（1200mW/cm）にもかかわらず、エリパーS10はPC-10に比べて高いTとΔTを示した。最も高いTとΔTは2mmレベルで観察され、最も低いTとΔTは象牙質深さ1mmで観察された。

RESULTS: All RBCs showed qualitatively similar temperature-time profiles. PFlow reached T in the shortest time. PC-3s (3000 mW/cm) generated comparable ΔT to S10-10s, except with PFill, where ΔT was greater. Despite the same irradiance (1200 mW/cm), Elipar S10 led to higher T and ΔT compared to PC-10s. The highest T and ΔT were observed at the 2 mm level, and the lowest were at 1 mm depth into the underlying dentin.

意義:

コロナル2D温度マップでは、温度上昇はバルク充填RBC材料内にほぼ限定され、最大値は深さ4mmではなく2mmにあり、下層の象牙質と歯髄に対してある程度の断熱効果があることが示された。異なる照射プロトコルで重合されたRBCも同様の温度変化を示した。PC-3sプロトコール（予熱VCも使用）では、象牙質内1mmでの温度上昇が最小であったことから、象牙質の厚みが十分に残存している場合には、臨床的に安全であることが示唆された。

SIGNIFICANCE: Coronal 2D temperature maps showed rises largely confined within the bulk-fill RBC materials, with maxima at 2 mm rather than 4 mm depth indicating some extent of thermal insulation for the underlying dentin and pulp. RBCs polymerized via different irradiation protocols showed similar temperature changes. With the PC-3s protocol - also with pre-heated VC - minimal temperature rises at 1 mm within dentin suggest their clinical safety when sufficient remaining dentin thickness is present.