バルクフィルコンポジットの不適切な光硬化は、表面変化を引き起こし、バイオフィルムの成長を増大させ、修復物周囲の齲蝕再発のリスクを高める経路となる

Improper Light Curing of Bulkfill Composite Drives Surface Changes and Increases Biofilm Growth as a Pathway for Higher Risk of Recurrent Caries around Restorations.

抄録

歯科医師が樹脂ベースの材料をどのように硬化させるかは、材料の特性や周囲の歯の組織との相互作用に悪影響を及ぼす。バイオフィルムの蓄積は，歯科修復物周辺のう蝕病変の発生に関与しており，う蝕患者ではバイオフィルムの組成が明らかになっている．本研究では，光硬化条件を変化させたバルクフィルコンポジットの転換率（DC％），バイオフィルムの成長，表面粗さに及ぼす放射線照射量の変化の影響を評価した．600mW/cmと1000mW/cmの2つの光硬化ユニット（LCU）を用いて、LCUの先端の角度（∢20°と∢35°）または2mm距離の変位を変えて硬化条件をシミュレーションした。放射暴露（RE）を評価し、複合材のDC％を分析した。バルクフィル複合材にバイオフィルムを形成させ，コロニー形成単位の計数と走査型電子顕微鏡（SEM）で分析した．バイオフィルム形成後、プロフィロメーターとSEMで表面の粗さを分析した。角度や変位が異なる硬化条件では、「最適条件」に比べてREが減少した。適度な角度（∢35°）のLCUチップと低い放射エミッタンス（600mW/cm）は，DC%を有意に低下させた（<0.05）。複合材の上部と下部のDC%の差は、600mW/cmでは8～11%、1000mW/cmでは10～20%であった。最適でないRE供給（例：チップの変位や角度）を行った複合材では、より大きなバイオフィルムと表面の変化が見られた（< 0.05）。バルクフィル複合材の不十分な重合は、より多くのバイオフィルムの蓄積と表面形状の変化に関連していた。全体的に、硬化手順が最適でないと、送出されるREの量が減少し、DC%の低下、バイオフィルムの形成の増加、表面の粗さの増加につながった。バルクフィル複合材料の不適切な光硬化は、その物理化学的および生物学的特性を損なうため、臨床性能が劣り、修復治療の寿命が短くなる可能性がある。

How dentists cure a resin-based material has deleterious effects on the material's properties and its interaction with surrounding dental tissues. Biofilm accumulation has been implicated in the pathogenesis of carious lesions around dental restorations, with its composition manifesting expressed dysbiosis in patients suffering from dental caries. To evaluate the influence of varying radiant exposure on the degree of conversion (DC%), biofilm growth, and surface roughness of bulk-fill composites under different light-curing conditions. Two light-curing units (LCU) at 600 and 1000 mW/cm were used to simulate curing conditions with different angulations (∢20° and ∢35°) or 2 mm-distance displacements of the LCU tip. The radiant exposure (RE) was assessed, and the composites were analyzed for DC%. Biofilm formation was induced over the bulk-fill composites and analyzed via colony-forming units counting and scanning electron microscopy (SEM). The surface roughness was analyzed via a profilometer and SEM after biofilm formation. Curing conditions with different angulation or displacement decreased RE compared to the "optimal condition". The moderately (∢35°) angulated LCU tip and low (600 mW/cm) radiant emittance significantly reduced the DC% ( < 0.05). The difference in DC% between the top and bottom of the composites ranged from 8 to 11% for 600 mW/cm and 10 to 20% for 1000 mW/cm. Greater biofilm and surface changes were found in composites with non-optimal RE delivery (e.g., tip displacement and angulation) ( < 0.05). Inadequate polymerization of bulk-fill composites was associated with more biofilm accumulation and surface topography changes. Overall, non-optimally performed curing procedures reduced the amount of delivered RE, which led to low DC%, more biofilm formation, and higher surface roughness. The improper light-curing of bulk-fill composites compromises their physicochemical and biological properties, which could lead to inferior clinical performance and reduced restorative treatments' longevity.