Investigation of Shear-Peel Bond Strength of Orthodontic Brackets on Enamel after Using Pro Seal™

Abstract

Aim:

The aim of this investigation was to ascertain whether the use of a fluoride-releasing, light-curing sealant (Pro Seal™, Reliance Orthodontic Products, Itasca, IL, USA) results in differences in shear-peel bond strength when teeth are etched via the conventional acid-etching method and with self-etching primers (SEP), respectively. We also examined whether Pro Seal™ functions as a substitute for the bonding agents recommended by the manufacturers.

Material and Methods:

To carry out this study, we randomly allocated 300 extracted molars (ISO 11405) into twelve groups (n = 25). The brackets used (Victory Series™, Twin UBi 0T/0A .022, 3M Unitek, Seefeld, Germany) were bonded using the same layer thickness of adhesive. The teeth were then stored for 24 h in de-ionized water (37 °C) and subsequently thermocycled. The brackets were debonded using a universal testing machine with a crosshead speed of 0.5 mm/min. For statistical evaluation we used the one-way analysis of variance (ANOVA [α = 0.05]) and the post hoc Tukey test and Weibull analysis.

Results:

We could establish that the use of Pro Seal™ does not have a negative influence on shear-peel bond strength. When the compomer Assure™ was used, Pro Seal™ even led to an increase in shear-peel bond strength, especially when it was applied using the bonding agent recommended by the manufacturer. The highest Weibull modulus (m) was found for the self-etching primer IDEAL 1^® without using Pro Seal™ (m = 6.5) and the lowest for First Step™ SEP when using Pro Seal™ (m = 2.2). There were also clear differences in characteristic shear-peel bond strength (σ₀) within some of the groups investigated.

Conclusions:

Although the statistical evaluation showed no significant negative influence on the shear-peel bond strength either when Pro Seal™ was used in addition, or when that fluoride-releasing, light-curing sealant was substituted for the bonding agent recommended by the manufacturer, the Weibull analysis showed that the use of Pro Seal™ in combination with SEP resulted in bond strength values that were less reliably reproducible.

Zusammenfassung

Fragestellung:

Ziel der vorliegenden Untersuchung war es festzustellen, ob bei Verwendung eines Fluorid freisetzenden, lichthärtenden Versieglers (Pro Seal™, Reliance Orthodontic Products, Itasca, IL, USA) Unterschiede der Scher-Abschäl-Festigkeit bei konventionell und mit selbstätzenden Primern konditionierten Zähnen vorhanden sind. Weiter galt es zu untersuchen, ob Pro Seal™ die von den Herstellern empfohlenen Haftvermittler ersetzen kann.

Material und Methodik:

Zur Durchführung dieser Studie wurden 300 extrahierte Molaren (ISO 11405) randomisiert zwölf verschiedenen Gruppen zugeteilt (n = 25). Die verwendeten Brackets (Victory Series™, Twin UBi 0T/0A .022, 3M Unitek, Seefeld, Deutschland) wurden mit der gleichen Adhäsivschichtstärke platziert. Die Zähne wurden im Folgenden 24 h in aqua dest. (37 °C) gelagert und anschließend einem Thermocycling unterzogen. Die Bracketentfernung erfolgte mit Hilfe einer Universalprüfmaschine mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 0,5 mm/min. Zur statistischen Auswertung wurden eine einfaktorielle Varianzanalyse (ANOVA [α = 0,05]), der Post-hoc-Tukey-Test und eine Weibull-Analyse herangezogen.

Ergebnisse:

Es konnte festgestellt werden, dass bei Anwendung von Pro Seal™ die Scher-Abschäl-Festigkeit nicht negativ beeinflusst wird. Bei Verwendung des Kompomers Assure™ zeigte Pro Seal™ sogar eine erhöhte Scher-Abschäl-Festigkeit, insbesondere wenn es mit dem vom Hersteller empfohlenen Haftvermittler angewandt wurde. Der höchste Weibull-Modulwert (m) konnte für den selbstkonditionierenden Primer IDEAL 1^® ohne Anwendung von Pro Seal™ (m = 6,5) und der niedrigste für First Step™ SEP bei Anwendung von Pro Seal™ (m = 2,2) gefunden werden. Die charakteristische Scher-Abschäl-Festigkeit (σ₀) zeigte auch deutliche Unterschiede innerhalb einiger der untersuchten Gruppen.

Schlussfolgerungen:

Obwohl anhand der statistischen Auswertung keine signifikante negative Beeinflussung der Scher-Abschäl-Festigkeit bei zusätzlicher Verwendung von Pro Seal™ sowie auch bei Ersatz des vom Hersteller empfohlenen Haftvermittlers mit diesem Fluorid freisetzenden, lichthärtenden Versiegler vorlag, zeigte die Weibull-Analyse, dass der Einsatz von Pro Seal™ in Kombination mit selbstkonditionierenden Primern weniger zuverlässig reproduzierbare Festigkeitswerte ergab.