Evaluation of Bond Strength between Premixed Calcium Silicate-based Cements and Dure Cure Resin

Abstract

Calcium Silicate-based Cement (CSC) is gaining more attention as it is used in the vital pulp therapy (VPT) procedure. Conventional mineral trioxide aggregate (MTA) was used by mixing powder and liquid, but recently, several manufacturers have introduced premixed-type CSC. This new type of CSC offers improved handling property and a shorter setting time compared to the previous versions. The aim of this study was to compare and investigate the shear bond strength between two types of CSC, conventional powder/liquid-type CSC and premixed-type CSC, and dure cure resin. The specimens were divided into four groups: PMTA group (N=15), ProRoot MTA; EMTA group (N=15), Endocem MTA Premixed Regular; WRPT group (N=14), Well-Root PT; Z250 group (N=10), Filtek Z250;. Each material was fabricated as a cylindrical specimen with dimensions of 6 mm in diameter and 2 mm in height. The specimens of CSC groups were immersed in distilled water for 24 hours to allow complete setting. After that, the dual cure resin bonding process was performed using Luxacore Z Dual and Clearfil SE Bond. The bonding system used was Clearfil SE Bond according to the manufacturer's instructions. Afterward, all specimens were stored in distilled water at 37°C for 7 days. Shear bond strength was measured using the prepared specimens, and the fractured surfaces were examined through scanning electron microscope (SEM) image. Shear bond strength (SBS) of the Z250 group was the highest with a median of 21.54 MPa (range, 8.69-32.74 MPa). Following this, the WRPT group showed SBS as a median of 4.13 MPa (range, 0.81-6.00 MPa). Next, the PMTA group was as 3.26 MPa (range, 1.91-11.73 MPa). Finally, the EMTA group was as 2.02 MPa (range, 1.15-5.03 MPa). The Z250 group exhibited a significantly higher bond strength compared to the CSC groups, and there was no significant difference within the three CSC groups. According to the failure mode analysis, failures observed in the CSC groups were limited to adhesive, mixed, or cohesive failures within the CSC material, without involvement of the restorative material. According to the outcomes of this study, there was no significant difference in SBS values between the premixed-type CSC group and the conventional powder/liquid-type CSC group, indicating that the shear bond strength was not affected by the formulation type. The SBS between CSC and the overlying dual cure resin appears to be significantly lower than that of the Z250 group. However, in clinical situations, it remains unclear whether the low SBS observed in the CSC groups would affect the treatment outcome. Further studies that better simulate clinical conditions are necessary in the future.

칼슘 실리케이트 기반 시멘트는 생활 치수 치료 절차에서 사용되면서 점점 더 주목받고 있다. 기존 MTA 는 분말과 액체를 혼합하는 방법으로 사용하였는데, 최근 여러 제조사에서 미리 혼합된 형태의 칼슘 실리케이트 기반 시멘트를 출시하고 있으며, 이는 이전 MTA 보다 개선된 조작성과 짧아진 경화 시간을 보인다. 본 연구의 목적은 분말/액상형 칼슘 실리케이트 기반 시멘트 및 미리 혼합된 칼슘 실리케이트 기반 시멘트와 이중 중합 레진 간 의 전단 결합 강도를 알아보고 비교하는 것이다. 시편은 각 4개의 그룹으로 나누어졌다. ; PMTA 그룹(N=15), ProRoot MTA ; EMTA 그룹(N=15), Endocem MTA Premixed Regular ; WRPT 그룹(N=14), Well-Root PT; Z250 그룹(N=10), FIltek Z250 ;. 각 재료는 지름 6mm, 높이 2mm 의 원형의 시편으로 준비되었으며, 재료를 24시간 동안 증류수에 보관하여 완전 경화 시킨 뒤 상부 이중 중합 레진 접착 과정이 시행되었다. 접착제로는 Clearfil SE Bond 를 제조사의 지침에 따라 사용 하였다. 이후 모든 시편은 37°C 증류수에 7일간 보관되었다. 그리고 시편의 전단 결합 강도를 측정 하였으며, 파절된 단면은 주사전자현미경 영상을 통해 분석되었다. Z250 그룹 의 전단 결합 강도 중앙값은 21.54 MPa (범위 : 8.69-32.74 MPa) 로 가장 높았다. 그 다음으로 WRPT 그룹은 4.13 MPa (범위 : 0.81-6.00 MPa)의 전단 결합 강도를 보였다. 이어서 PMTA 그룹은 3.26 MPa (범위 : 1.91-11.73 MPa)로 나타났다. 마지막으로 EMTA 그룹은 2.02 MPa (범위 : 1.15-5.03 MPa) 로 측정되었다. Z250 그룹의 결합 강도는 칼슘 실리케이트 기반 시멘트 그룹보다 유의하게 높았으며, 세 개의 칼슘 실리케이트 기반 시멘트 그룹 간에는 유의한 차이가 없었다. 또한 파절 유형 분석 결과, 칼슘 실리케이트 기반 시멘트 그룹 에서는 접착 파절, 혼합 파절 또는 칼슘 실리케이트 기반 시멘트 재료 내의 응집 파절 로 발생하였으며, 수복 재료 내의 응집파절은 관찰되지 않았다. 본 연구 결과에 따르면, 미리 혼합된 칼슘 실리케이트 기반 시멘트 그룹은 분말/액상형 칼슘 실리케이트 기반 시멘트 그룹 과 전단 결합 강도 값에 서 유의한 차이가 없었으며, 이는 제형 유형이 전단 접착 강도에 영향을 미치지 않았음을 나타낸다. 칼슘 실리케이트 기반 시멘트 와 상부 수복되는 이중 중합 레진 과의 전단 결합 강도 값은 Z250그룹 에 비해 유의하게 낮은 것으로 나타났다. 그러나 임상 상황에서는 칼슘 실리케이트 기반 시멘트 그룹에서 관찰된 낮은 전단 결합 강도가 치료 결과에 영향을 미치는지는 여전히 불확실하다. 따라서 향후 임상 조건을 보다 잘 반영한 추가 연구가 필요할 것이다.