The achievement of predictable and long lasting adhesive restorations in posterior teeth have always been a major objective of studies in the context of materials and techniques development. The use of bulk fill composites could provide better outcomes, but it is important to assess their physico-mechanical properties, responsible for their clinical behavior. The purpose of the present study was to assess the mechanical and physical properties of bulk fill composites. The composites were divided into 2 groups according to their viscosity. For low viscosity composites, the present study assessed: Surefill SDR flow (SDR), X-tra Base (XB), Filtek Bulk Fill Flowable (FBF), and Filtek Z350XT Flow (Z3F- control); and for high viscosity composites: Tetric Evo Ceram Bulk Fill (TBF), X-tra Fil (XF), Filtek Bulk Fill (FBP), Admira Fusion x-tra (ADM) and Filtek Z350 XT (Z3XT- control). Composites were assessed through shrinkage stress test (using 12 and 24mm3 of composite in a custom device adapted in an Universal Testing Machine); volumetric shrinkage (using 64mm3 of composite placed on a Teflon mold and scanned in a micro computed tomography/CT); Youngs modulus (through a 3-point bending test device adapted in an Universal Testing Machine); microhardness and depth of cure tests (using longitudinal Knoop microhardness). All data was evaluated regarding their homogeneity using Shapiro-Wilk test. For polymerization stress, 3-way Variance Analysis (ANOVA) was used. Considering Volumetric Shrinkage, Youngs Modulus, Microhardness and Depth of Cure, one-way ANOVA was used. All ANOVA tests were followed by Tukeys test and 5% was adopted as significance level. Shrinkage stress test with 12mm3 showed SDR, TBF and XF generating the lowest stress after 300s, followed by other high viscosity composites (ADM, FBF, XB and FBP/Z3XT). The regular low viscosity composite (Z3F) generated the highest stress for all assessed times. Considering the same test, with 24mm3, after 300s, SDR, FBP and ADM generated similar stress, followed by TBF and XF. Low viscosity bulk fill composites generated lower stress than Z3F. Considering Youngs modulus, low viscosity composites (SDR, FBF, XB and Z3F) showed the lowest values, followed by ADM and TBF. The other high viscosity composites (Z3XT, FBP and XF) showed the highest values. For microhardness test, all low viscosity composites showed lower values (FBF being the lowest). For high viscosity composites, Z3XT showed the highest values, followed by XF, FBP/TBF and ADM. Assessing depth of cure, regular composites showed lower values when compared with bulk fill composites. All bulk fill composites showed adequate depth of cure over 4.5mm (microhardness 80% of initial reading). SDR and XB showed the highest depth of cure. All high viscosity bulk fill composites generated lower volumetric shrinkage than regular composites. All low viscosity bulk fill composites showed similar volumetric shrinkage when compared to the regular composites (Z3F and Z3XT). Bulk fill composites show characteristics that allow their use in larger increments (i.e. volumetric shrinkage and polymerization stress similar or lower when compared with regular composites). Nonetheless, the mechanical properties of bulk fill composites were widely variable, being important to individually assess each material previously to its clinical application. / A obtenção de restaurações adesivas previsíveis e duradouras em dentes posteriores sempre foi objetivo de estudos na área de desenvolvimento de materiais e técnicas. O uso de resinas compostas do tipo bulk fill pode possibilitar melhores resultados, porém é importante o estudo de suas propriedades físico-mecânicas, responsáveis por seus comportamentos clínicos. O objetivo do presente estudo foi o de avaliar as propriedades físicas e mecânicas das resinas bulk fill. As resinas foram divididas em 2 grupos de acordo com sua viscosidade. Para resinas de baixa viscosidade, o presente estudo avaliou: Surefill SDR flow (SDR), X-tra Base (XB), Filtek Bulk Fill Flowable (FBF) e Filtek Z350XT Flow (Z3F-controle); e, para alta viscosidade: Tetric Evo Ceram Bulk Fill (TBF), X-tra Fil (XF), Filtek Bulk Fill (FBP), Admira Fusion x-tra (ADM) e Filtek Z350 XT (Z3XT-controle). As resinas foram avaliadas em relação à tensão de polimerização (utilizando 12 e 24mm3 de resina adaptadas em um dispositivo adaptado a uma máquina de testes universal); contração volumétrica (utilizando 64mm3 de resina composta inserida em um molde de Teflon e escaneada em um micro-tomógrafo/CT), modulo de Young (através de um dispositivo de flexão em 3 pontos adaptado a uma máquina de testes universal), microdureza e profundidade de polimerização (utilizando microdureza Knoop). Todos os resultados foram avaliados em relação à homogeneidade utilizando o teste de Shapiro-Wilk. Para avaliação da tensão de polimerização, foi empregada a Análise de Variância (ANOVA) a 3 critérios. Para as analyses de contração volumétrica, Módulo de Young, microdureza e profundidade de polimerizaçao, ANOVA a um critério foi empregada. Todas as Análises de Variância foram seguidas pelo teste de Tukey e 5% foi adotado como nível de significância. A tensão de polimerização com 12mm3 demonstrou que SDR, TBF e XF geraram valores significantemente mais baixos após 300s, seguidas por outras resinas de alta viscosidade (ADM, FBF, XB e FBP/Z3XT). A resina convencional de baixa viscosidade (Z3F) gerou valores de tensão significantemente mais elevados para todos os tempos avaliados. Considerando o mesmo teste, com 24mm3, após 300s, SDR, FBP e ADM geraram valores estatisticamente inferiores, seguidas por TBF e XF. As resinas bulk fill de baixa visocidade geraram menor tensão de polimerização que a Z3F. Considerando o modulo de Young, resinas de baixa viscosidade (SDR, FBF, XB e Z3F) apresentaram valores significantemente inferiores, seguidas por ADM e TBF. As outras resinas de alta viscosidade (Z3XT, FBP e XF) apresentaram valores significantemente mais elevados. Para o teste de microdureza, todas as resinas de baixa viscosidade apresentaram valores inferiores (FBF apresentou o menor). Para as resinas de alta viscosidade, Z3XT apresentou os valores mais elevados, seguida por XF, FBP/TBF e ADM. Para profundidade de polimerização, resinas compostas convencionais apresentaram valores signifixantemente mais baixos quando comparadas com resinas bulk fill. Todas as resinas bulk fill apresentaram profundidade de polimerização adequada até pelo menos 4,5mm (microdureza 80% da leitura inicial/superfície). SDR e XB apresentaram os valores mais altos de profundidade de polimerização. Todas as resinas bulk fill de alta viscosidade geraram menor contração volumétrica que resinas compostas convencionais. Todas as resinas bulk fill de baixa viscosidade apresentaram contração volumétrica similar às resinas convencionais (Z3F e Z3XT). Resinas compostas bulk fill apresentaram características que possibilitam sua indicação para serem empregadas em grandes incrementos (contração volumétrica e tensão de polimerização similar ou inferiores às resinas convencionais, além de maior profundidade de polimerização). No entanto, as propriedades mecânicas variaram grandemente entre as resinas estudadas sendo importante uma avaliação individual de cada material previamente ao seu uso clínico.

The achievement of predictable and long lasting adhesive restorations in posterior teeth have always been a major objective of studies in the context of materials and techniques development. The use of bulk fill composites could provide better outcomes, but it is important to assess their physico-mechanical properties, responsible for their clinical behavior. The purpose of the present study was to assess the mechanical and physical properties of bulk fill composites. The composites were divided into 2 groups according to their viscosity. For low viscosity composites, the present study assessed: Surefill SDR flow (SDR), X-tra Base (XB), Filtek Bulk Fill Flowable (FBF), and Filtek Z350XT Flow (Z3F- control); and for high viscosity composites: Tetric Evo Ceram Bulk Fill (TBF), X-tra Fil (XF), Filtek Bulk Fill (FBP), Admira Fusion x-tra (ADM) and Filtek Z350 XT (Z3XT- control). Composites were assessed through shrinkage stress test (using 12 and 24mm3 of composite in a custom device adapted in an Universal Testing Machine); volumetric shrinkage (using 64mm3 of composite placed on a Teflon mold and scanned in a micro computed tomography/CT); Youngs modulus (through a 3-point bending test device adapted in an Universal Testing Machine); microhardness and depth of cure tests (using longitudinal Knoop microhardness). All data was evaluated regarding their homogeneity using Shapiro-Wilk test. For polymerization stress, 3-way Variance Analysis (ANOVA) was used. Considering Volumetric Shrinkage, Youngs Modulus, Microhardness and Depth of Cure, one-way ANOVA was used. All ANOVA tests were followed by Tukeys test and 5% was adopted as significance level. Shrinkage stress test with 12mm3 showed SDR, TBF and XF generating the lowest stress after 300s, followed by other high viscosity composites (ADM, FBF, XB and FBP/Z3XT). The regular low viscosity composite (Z3F) generated the highest stress for all assessed times. Considering the same test, with 24mm3, after 300s, SDR, FBP and ADM generated similar stress, followed by TBF and XF. Low viscosity bulk fill composites generated lower stress than Z3F. Considering Youngs modulus, low viscosity composites (SDR, FBF, XB and Z3F) showed the lowest values, followed by ADM and TBF. The other high viscosity composites (Z3XT, FBP and XF) showed the highest values. For microhardness test, all low viscosity composites showed lower values (FBF being the lowest). For high viscosity composites, Z3XT showed the highest values, followed by XF, FBP/TBF and ADM. Assessing depth of cure, regular composites showed lower values when compared with bulk fill composites. All bulk fill composites showed adequate depth of cure over 4.5mm (microhardness 80% of initial reading). SDR and XB showed the highest depth of cure. All high viscosity bulk fill composites generated lower volumetric shrinkage than regular composites. All low viscosity bulk fill composites showed similar volumetric shrinkage when compared to the regular composites (Z3F and Z3XT). Bulk fill composites show characteristics that allow their use in larger increments (i.e. volumetric shrinkage and polymerization stress similar or lower when compared with regular composites). Nonetheless, the mechanical properties of bulk fill composites were widely variable, being important to individually assess each material previously to its clinical application. / A obtenção de restaurações adesivas previsíveis e duradouras em dentes posteriores sempre foi objetivo de estudos na área de desenvolvimento de materiais e técnicas. O uso de resinas compostas do tipo bulk fill pode possibilitar melhores resultados, porém é importante o estudo de suas propriedades físico-mecânicas, responsáveis por seus comportamentos clínicos. O objetivo do presente estudo foi o de avaliar as propriedades físicas e mecânicas das resinas bulk fill. As resinas foram divididas em 2 grupos de acordo com sua viscosidade. Para resinas de baixa viscosidade, o presente estudo avaliou: Surefill SDR flow (SDR), X-tra Base (XB), Filtek Bulk Fill Flowable (FBF) e Filtek Z350XT Flow (Z3F-controle); e, para alta viscosidade: Tetric Evo Ceram Bulk Fill (TBF), X-tra Fil (XF), Filtek Bulk Fill (FBP), Admira Fusion x-tra (ADM) e Filtek Z350 XT (Z3XT-controle). As resinas foram avaliadas em relação à tensão de polimerização (utilizando 12 e 24mm3 de resina adaptadas em um dispositivo adaptado a uma máquina de testes universal); contração volumétrica (utilizando 64mm3 de resina composta inserida em um molde de Teflon e escaneada em um micro-tomógrafo/CT), modulo de Young (através de um dispositivo de flexão em 3 pontos adaptado a uma máquina de testes universal), microdureza e profundidade de polimerização (utilizando microdureza Knoop). Todos os resultados foram avaliados em relação à homogeneidade utilizando o teste de Shapiro-Wilk. Para avaliação da tensão de polimerização, foi empregada a Análise de Variância (ANOVA) a 3 critérios. Para as analyses de contração volumétrica, Módulo de Young, microdureza e profundidade de polimerizaçao, ANOVA a um critério foi empregada. Todas as Análises de Variância foram seguidas pelo teste de Tukey e 5% foi adotado como nível de significância. A tensão de polimerização com 12mm3 demonstrou que SDR, TBF e XF geraram valores significantemente mais baixos após 300s, seguidas por outras resinas de alta viscosidade (ADM, FBF, XB e FBP/Z3XT). A resina convencional de baixa viscosidade (Z3F) gerou valores de tensão significantemente mais elevados para todos os tempos avaliados. Considerando o mesmo teste, com 24mm3, após 300s, SDR, FBP e ADM geraram valores estatisticamente inferiores, seguidas por TBF e XF. As resinas bulk fill de baixa visocidade geraram menor tensão de polimerização que a Z3F. Considerando o modulo de Young, resinas de baixa viscosidade (SDR, FBF, XB e Z3F) apresentaram valores significantemente inferiores, seguidas por ADM e TBF. As outras resinas de alta viscosidade (Z3XT, FBP e XF) apresentaram valores significantemente mais elevados. Para o teste de microdureza, todas as resinas de baixa viscosidade apresentaram valores inferiores (FBF apresentou o menor). Para as resinas de alta viscosidade, Z3XT apresentou os valores mais elevados, seguida por XF, FBP/TBF e ADM. Para profundidade de polimerização, resinas compostas convencionais apresentaram valores signifixantemente mais baixos quando comparadas com resinas bulk fill. Todas as resinas bulk fill apresentaram profundidade de polimerização adequada até pelo menos 4,5mm (microdureza 80% da leitura inicial/superfície). SDR e XB apresentaram os valores mais altos de profundidade de polimerização. Todas as resinas bulk fill de alta viscosidade geraram menor contração volumétrica que resinas compostas convencionais. Todas as resinas bulk fill de baixa viscosidade apresentaram contração volumétrica similar às resinas convencionais (Z3F e Z3XT). Resinas compostas bulk fill apresentaram características que possibilitam sua indicação para serem empregadas em grandes incrementos (contração volumétrica e tensão de polimerização similar ou inferiores às resinas convencionais, além de maior profundidade de polimerização). No entanto, as propriedades mecânicas variaram grandemente entre as resinas estudadas sendo importante uma avaliação individual de cada material previamente ao seu uso clínico.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / O tratamento endodôntico associado à restauração direta com resina composta tem sido utilizado para restaurar molares severamente destruídos em pacientes jovens. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de diferentes níveis de perda de estrutura dentária antes e após a realização de tratamento endodôntico e restauração com resina composta bulk fill na distribuição de tensões e magnitude da força de mordida. Foram selecionados três pacientes jovens (9, 10 and 12 anos de idade) com primeiros molares com cárie extensa e envolvimento pulpar com diferentes níveis de perdas de estrutura dentária: PI, manutenção das duas cristas marginais e de todas as cúspides; PII, manutenção de pelo menos uma crista marginal e perda mínima de uma cúspide; e PIII, perda de ambas as cristas marginais, mantendo apenas as cúspides vestibulares. Os molares foram tratados endodonticamente utilizando técnica de instrumentação rotatória e obturados com guta-percha e cimento AHPlus (Dentsply) e em seguida foram restaurados com Filtek Bulk Fill Posterior (3M ESPE). A força de mordida em Newtons (N) foi mensurada antes e após a intervenção endodôntica e restauradora na posição habitual de oclusal usando aparelho de força de mordida por meio de uma célula de carga (Kratos). Tomografias computadorizadas cone beam foram realizadas antes e após o procedimento endodôntico/restaurador, e arquivos DICOM (.dcm) foram exportados para o software Mimics, 3-Matic (Materialize) e Patran (MSC Software) para criação dos modelos específicos dos pacientes nos dois momentos experimentais. A aplicação de carga foi simulada por contato oclusal dos dentes antagonistas nas cargas mensuradas clinicamente em cada momento. Nos modelos que representam as condições iniciais foram aplicados tanto os valores de força de mordida (N) mensurados no momento inicial quanto após o procedimento reabilitador: PI. 30,1/136,6; PII. 34,3/133,4 e PIII. 47,9/124,1 e para os modelos que representam a condição final foram utilizados os valores obtidos após a intervenção endodôntica e restauradora: PI. 136,6; PII. 133,4 e PIII. 124,1. As restaurações foram avaliadas após 2 anos. Após intervenção endodôntica e restauradora a força de mordida aumentou em 260% (de 36,7±11,6 para 12 131,9±17,8). Antes da intervenção endodôntica e restauradora, as tensões se concentraram na estrutura coronal e, após a reabilitação foram transferidas de forma homogênea para a dentina radicular, independente do nível de perda de estrutura dentária. Quando a carga final foi aplicada nos modelos de condições iniciais, evidenciou-se elevada concentração de tensão em áreas enfraquecidas e na região de furca. As restaurações apresentaram desempenho adequado após 2 anos. A presença de cárie extensa com envolvimento pulpar afetou negativamente a carga de mordida e aumentou a concentração de tensão na estrutura frágil o que pode favorecer à ocorrência de fratura dental. O tratamento endodôntico associado à restauração direta em resina composta bulk fill demonstrou ser um método eficiente para restabelecer o desempenho mastigatório e a eficiência biomecânica dos molares jovens com comprometimento severo da estrutura coronária. / Endodontic treatment (ETT) followed by direct composite resin restoration has been used for rehabilitating the severely damage molar teeth in young patients. The aim of this study was to evaluate the effect of the molar teeth with different levels of the dental structure loss before and after the ETT and direct restoration with bulk fill resin composite on the stress distribution and the bite force magnitude. Three young patients (with 9, 10 and 12 years old), with the first mandibular molar teeth with deep occlusal caries with pulp involvement were selected attending with different levels of the dental structure loss: PI, both marginal ridge and all cusps; PII, maintenance of one marginal ridge and loss of one cusp; and PIII, loss of both marginal ridge, maintaining only buccal cusps. ETT was restored using Filtek Bulk Fill Posterior (3M ESPE). The bite forces in Newtons were measured initially and postoperatively for all teeth in habitual bite force using a miniload cell. Cone-beam tomography imaging was performed, and the Digital Imaging and Communication in Medice (.dcm) files were exported to Mimics, 3-Matic (Materialise) and Patran (MSC Software) software to create a patient-specific FEA models. Bite load was carry out using contact load applied by antagonist teeth in two moments: without ETT and restoration: PI. 30.1/136.6; PII. 34.3/133.4 and PIII. 47.9/124.1; and after restorative procedure: PI. 136.6; PII. 133.4 and PIII. 124.1 N. Performing ETT and bulk fill resin composite restoration the bite load increased 260% (36.7±11.6) to 131.9±17.8). The restorations were evaluated after 2 years. Before rehabilitation the stresses concentrated on weakened coronal dental structure and after rehabilitation they were homogeneously transferred to root dentin, irrespective of the level of the tooth structure loss. When the postoperatively bite load was applied on nontreated tooth models, high stress concentration on weakened areas was verified. The restorations performed perfectly after 2 years. The extensive caries with pulp involvement affected negatively the bite load and increased the stress concentration on weakened areas and at furcation favoring the tooth fracture. The ETT and bulk fill resin composite restoration showed to be an efficient method for rehabilitate the biomechanical performance of molar teeth of young patients severely compromised structurally. / Dissertação (Mestrado)