Coverage error of composite systems and shade guides to vital unrestored maxillary anterior teeth in a greek population

Abstract

Introduction: Composites are the material of choice for the restoration of the anterior dentition. One of the prerequisites for the success of these restorations is the correct shade matching, which is a very demanding procedure. So far it has not been yet investigated whether contemporary available resin composite systems, designed for use with layering technique, offer sufficient coverage of the natural teeth color space, and whether the most commonly used shade guides match well to the available composite systems. Moreover, it has not yet been examined which enamel shade thickness should be applied so the final restoration will match better with the natural teeth color.Objectives:i. to investigate the color of anterior central, lateral, and canine teeth of a selected population,ii. to investigate the final shade of all possible combinations of enamel and dentin shades of three different resin composite systems in 0.5- and 1-mm enamel shade thickness,iii. to compare the CEs of these resin composite systems at two enamel thickness for the selected population,iv. to investigate whether enamel thickness (0.5-mm vs 1-mm) affects coverage error of composite systemsv. to investigate the frequency of the enamel-dentin combinations best match for this population,vi. to compare the coverage errors (CEs) of these three shade guides for the selected population,vii. to compare the shade of the three different resin composite systems in 0.5 and 1mm enamel shade thickness with the three shade guides,viii. to compare the coverage errors (CEs) of these three shade guides for the three composite systems.Materials and Methods: Color was measured in centrals, laterals, and canines of 212 individuals. Teeth were free of carries and restorations. Disk specimens from all enamel and dentin shades of Essentia (GC), Enamel Plus HRi (Micerium), and IPS Empress Direct (Ivoclar Vivadent) composites were fabricated. Color measurements were performed for all possible enamel-dentin combinations and for two thicknesses per enamel shade: 0.5- and 1-mm and for three shade guides: Vitapan Classical (Vita-Zahnfabrik), 3DMaster (Vita-Zahnfabrik) and Ivoclar A-D ShadeGuide (Ivoclar-Vivadent). All measurements were performed with Spectroshade (MHT). Minimum ΔΕ00 of all teeth-composite combinations, of all composites – shade guide combinations and of all teeth shade-guide combinations were calculated and CEs of the aforementioned combinations were calculated and statistically compared.Results: Teeth - composites: Natural teeth exhibited higher lightness compared to composites for both enamel thicknesses. IPS Empress Direct had the lowest and Enamel Plus Hri had the highest CE values for all tooth types and both enamel thicknesses (p<.001). 0.5-mm enamel thickness provided a lower CE than the 1-mm over all combinations of tooth and composites(p<.001).Teeth – shade guides: Natural teeth exhibited higher lightness compared to shade guides. 3DMaster had the lowest CE (p<.001), while CEs of Vita classical and Ivoclar shade guides were not different from each other (p<.001).Composites – shade guides: Shade guides exhibited higher lightness values compared to composites and composites lower chroma values compared to shade guides. In most cases, the closest match was a mismatch. CE of 3DMaster was lower for IPS Empress Direct and Enamel Plus HRi at 0.5mm enamel thickness (p<.001).Conclusions: IPS Empress Direct better covered natural teeth color space, especially when 0.5-mm enamel thickness is used, while the other two systems exhibited poor coverage. A simplified version of IPS Empress Direct with 5 enamel shades and 3 dentin shades can still cover a significant part of the population, exhibiting a CE lower than the other two composite systems. In general, 0.5-mm enamel shade thickness is suggested. All composite systems examined lack shades with high lightness values, therefore, use of bleach shades might be useful to match non-bleached natural teeth. Shade guides do not match well to the layered composites. 3DMaster performed better than the other two shade guides, in most cases. The latter is true for shade matching with natural dentition too.

Εισαγωγή: Η σύνθετη ρητίνη είναι το υλικό εκλογής για τις αποκαταστάσεις των προσθίων δοντιών. Πλέον τα περισσότερα αν όχι όλα τα σκευάσματα ρητινών που προορίζονται για πρόσθιες αποκαταστάσεις διατίθενται σε ξεχωριστές αποχρώσεις αδαμαντίνης και οδοντίνης, οι οποίες διαφέρουν τόσο στο χρώμα όσο και στην ημιδιαφάνεια. Ο σκοπός είναι μέσω του κατάλληλου συνδυασμού των αποχρώσεων να αποδοθούν πιστότερα οι οπτικές ιδιότητες των φυσικών δοντιών. Ωστόσο μέχρι σήμερα δεν υπάρχει κάποια μελέτη που να εξετάζει κατά πόσο οι ρητίνες αυτές καλύπτουν ικανοποιητικά τον χρωματικό χώρο των φυσικών δοντιών. Επιπλέον, πολλές από τις ρητίνες αυτές διαθέτουν δικά τους χρωματολόγια αλλά μέχρι στιγμής δεν έχει εξεταστεί κατά πόσο τα ευρέως χρησιμοποιούμενα χρωματολόγια πορσελάνης μπορούν να χρησιμοποιηθούν και για το χρωματικό ταίριασμα των ρητινών αυτών με τα φυσικά δόντια. Τέλος δεν υπάρχει βιβλιογραφική τεκμηρίωση ως προς το ποιο είναι το ιδανικό πάχος αδαμαντίνης, ώστε να αποδίδονται καλυτέρα οι οπτικές ιδιότητες των φυσικών δοντιών.Σκοποί:i. να προσδιοριστεί η κατανομή των χρωμάτων των φυσικών δοντιών σε έναν επιλεγμένο πληθυσμό,ii. να διερευνηθεί το χρώμα που προκύπτει από όλους τους δυνατούς συνδυασμούς αποχρώσεων αδαμαντίνης και οδοντίνης τριών διαφορετικών συστημάτων ρητινών διαστρωμάτωσης, με δύο διαφορετικά πάχη αδαμαντίνης 0.5- και 1-mm,iii. να συγκριθούν τα σφάλματα κάλυψης (coverage errors – CEs) των τριών συστημάτων ρητίνης σε σχέση με τον επιλεγμένο πληθυσμόiv. να διερευνηθεί εάν το πάχος της αδαμαντίνης (0.5- vs 1-mm) επηρεάζει το σφάλμα κάλυψης των ρητινών,v. να διερευνηθούν τα ποσοστά εμφάνισης του πιο κοντινού συνδυασμού αδαμαντίνης οδοντίνης για τον πληθυσμό,vi. να διερευνηθούν και να συγκριθούν τα σφάλματα κάλυψης (CEs) των τριών αυτών χρωματικών οδηγών πορσελάνης για τον συγκεκριμένο πληθυσμόvii. να γίνει σύγκριση του χρώματος των ρητινών, με δύο διαφορετικά πάχη αδαμαντίνης 0.5- και 1-mm με τους τρεις διαφορετικούς χρωματικούς οδηγούς πορσελάνης καιviii. να συγκριθούν τα σφάλματα κάλυψης (CEs) των τριών αυτών οδηγών για τα τρία συστήματα ρητινώνΥλικά και μέθοδος: Στην μελέτη πήραν μέρος 212 άτομα, με ίση κατανομή μεταξύ ηλικιών και φύλου. Το δείγμα συγκεντρώθηκε και εξετάστηκε στην Οδοντιατρική Σχολή Αθηνών και αποτελούνταν από φοιτητές, ασθενείς και εργαζόμενους στην Σχολή. Οι συμμετέχοντες στην μελέτη έπρεπε να έχουν έναν κεντρικό, έναν πλάγιο τομέα και έναν κυνόδοντα της άνω γνάθου ακέραιο, χωρίς τερηδόνα ή αποκαταστάσεις, χωρίς ενδοδοντική θεραπεία, χωρίς ανωμαλίες στην διάπλαση και σε σχετικά αρμονική θέση στο τόξο ώστε να μην δυσχεραίνονται οι μετρήσεις. Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν με ένα φορητό φασματοφωτόμετρο, σχεδιασμένο για οδοντιατρική χρήση, το Spectroshade Micro (MHT). Όλες οι μετρήσεις πραγματοποιούνταν από έναν έμπειρο στην χρήση της συσκευής εξεταστή.Για του σκοπούς της μελέτης επιλέχθηκαν τρία διαφορετικά σκευάσματα ρητινών διαστρωμάτωσης: Essentia (GC), Enamel Plus HRi (Micerium), IPS Empress Direct (Ivoclar Vivadent). Πραγματοποιήθηκε μέτρηση του χρώματος όλων των δυνατών συνδυασμών αποχρώσεων αδαμαντίνης και οδοντίνης ανά σύστημα. Οι μετρήσεις έγιναν με την ίδια συσκευή μέτρησης χρώματος και από τον ίδιο εξεταστή. Για την κατασκευή των δοκιμίων χρησιμοποιήθηκε μια μήτρα από ανοξείδωτο ατσάλι (Porcelain Sampler, Smileline), σχεδιασμένη για την παραγωγή δοκιμίων πορσελάνης σε διαφορετικά πάχη. Κατασκευάστηκαν δοκίμια οδοντίνης διαμέτρου 12mm και πάχους 3mm και δοκίμια αδαμαντίνης διαμέτρου 12mm και πάχους 0.5-mm και 1-mm. Κατασκευάστηκαν 5 δοκίμια ανά απόχρωση και σκεύασμα. Μεταξύ των δοκιμίων αδαμαντίνης και οδοντίνης τοποθετήθηκε γλυκερίνη για να επιτευχθεί οπτική συνέχεια και πραγματοποιήθηκαν 3 συνεχόμενες μετρήσεις ανά συνδυασμό. Κατά τη διάρκεια των μετρήσεων το φόντο ήταν μαύρο και απείχε 1-m από το δοκίμιο.Τέλος, για την μελέτη επιλέχθηκαν και 3 χρωματολόγια πορσελάνης: Vita classical A1-D4 (Vita-zahnfabrik), Vita 3D Master (Vita-zahnfabrik) and Ivoclar A-D ShadeGuide (Ivoclar-Vivadent). Πραγματοποιήθηκε μέτρηση του χρώματος όλων των δεικτών των χρωματολογίων (3 μετρήσεις/δείκτη) με την ίδια συσκευή, από τον ίδιο εξεταστή και με το ίδιο φόντο.Στην συνέχεια υπολογίστηκαν οι διαφορές χρώματος για τα ακόλουθα ζεύγη: δόντια-ρητίνες, δόντια-χρωματολόγια, ρητίνες-χρωματολόγια. Η σύγκριση για κάθε ζεύγος πραγματοποιήθηκε μέσω του σφάλματος κάλυψης (coverage error–CE).Αποτελέσματα: Δόντια – ρητίνες: Τα φυσικά δόντια είχαν μεγαλύτερη φωτεινότητα σε σύγκριση με τις ρητίνες και για τα δύο πάχη απόχρωσης αδαμαντίνης. Η IPS Empress Direct είχε το μικρότερο και η Enamel Plus Hri είχε το μεγαλύτερο σφάλμα κάλυψης για όλους τους τύπους δοντιών και για τα δύο πάχη αδαμαντίνης (p<.001). Η χρήση αδαμαντίνης 0.5mm έδωσε σταθερά μικρότερο σφάλμα κάλυψής συγκριτικά με το 1mm για όλους τους τύπους δοντιών και όλα τα συστήματα ρητινών (p<.001).Δόντια-χρωματολόγια: Τα φυσικά δόντια είχαν μεγαλύτερη φωτεινότητα σε σύγκριση με τα χρωματολόγια. Το χρωματολόγιο 3DMaster είχε το μικρότερο σφάλμα κάλυψης (p<.001), ενώ τα σφάλματα κάλυψης των χρωματολογίων Vita classical και Ivoclar δεν διέφεραν σημαντικά μεταξύ τους (p<.001).Ρητίνες-χρωματολόγια: Τα χρωματολόγια είχαν μεγαλύτερη φωτεινότητα σε σύγκριση με τις ρητίνες οι ρητίνες είχαν μικρότερη ένταση χρώματος σε σύγκριση με τα χρωματολόγια. Στην πλειοψηφία των περιπτώσεων, ακόμα και στην πιο κοντινή επιλογή χρώματος θα ήταν αντιληπτή η διαφορά. Το χρωματολόγιο 3DMaster είχε το μικρότερο σφάλμα κάλυψης για τα συστήματα ρητινών IPS Empress Directκαι Enamel Plus HRi σε πάχος αδαμαντίνης 0.5-mm (p<.001).Συμπεράσματα: Όλα τα συστήματα συνθέτων ρητινών που εξετάστηκαν παρουσίασαν μία έλλειψη αποχρώσεων με υψηλή φωτεινότητα σε σύγκριση με τα φυσικά δόντια. Είναι πιθανόν η χρήση αποχρώσεων σχεδιασμένων για δόντια που έχουν υποστεί λεύκανση να βοηθά στην σωστότερη απόδοση του χρώματος ακόμα και σε μη λευκανθέντα δόντια. Το σύστημα IPS Empress Direct είχε την καλύτερη κάλυψη του χρωματικού χώρου των φυσικών δοντιών για τον επιλεγμένο πληθυσμό, ιδιαίτερα όταν χρησιμοποιήθηκε πάχος αδαμαντίνης 0.5-mm, σε αντίθεση με τα άλλα δύο συστήματα ρητινών που παρουσίασαν μάλλον φτωχή κάλυψη. Ακόμα και η απλοποιημένη εκδοχή του συστήματος IPS Empress Direct με 5 αποχρώσεις αδαμαντίνης και 3 αποχρώσεις οδοντίνης μπορεί να καλύψει ένα σημαντικό κομμάτι του πληθυσμού, έχοντας ένα σφάλμα κάλυψης μικρότερο από των άλλων δύο συστημάτων, επιβεβαιώνοντας τον καλύτερο χρωματικό σχεδιασμό της ρητίνης IPS Empress Direct. Από τα αποτελέσματα της μελέτης προτείνεται η χρήση 0.5-mm για τις αποχρώσεις αδαμαντίνης. Τα χρωματολόγια παρουσίασαν απόκλιση χρώματος σε σχέση με τις ρητίνες, γι΄αυτό και δεν προτείνεται η χρήση τους για την επιλογή χρώματος για άμεσες αποκαταστάσεις. Το χρωματολόγιο 3DMaster, υπερτερούσε έναντι των άλλων δύο για τον επιλεγμένο πληθυσμό και προτείνεται η χρήση του για την επιλογή χρώματος.