Purpose: This study evaluated the effect of torque customization of lingual brackets with resin-modified bases on their shear bond strength (SBS), adhesive remnant index (ARI), and bond failure patterns (BFP).
Methods: The sample comprised 200 lingual lower incisor brackets (DTC® ORG, DTC Medical Apparatus, Hangzhou, China); 40 brackets were tested as-received and 4 groups with 40 brackets each were customized for -10, -20, +10 and +20° torque respectively with light-cured composite resin (Transbond XT™, 3M Unitek, Monrovia, CA, USA) bases. All brackets were bonded to bovine mandibular incisors. Their SBS were estimated in a universal testing machine (INSTRON®, Norwood, MA, USA) with a gingivally directed force applied at the incisal bracket-adhesive interface with 1 mm/min crosshead speed. Their ARI and BFP were evaluated under 20× magnification.
Results: The SBS was 19.9 ± 7.6 MPa for noncustomized brackets, 20.1 ± 9.0 and 18.7 ± 8.2 MPa for brackets with 10 and 20° of negative torque, and 16.6 ± 5.68 and 19.45 ± 5.84 MPa for brackets with 10 and 20° of positive torque, respectively. The differences were not statistically significant (p = 0.097). Teeth with the -20° brackets exhibited higher median ARI scores than noncustomized brackets (1.5 vs 2, p = 0.018). Adhesive-cohesive bond failure with nearly axial split was more frequent in noncustomized brackets than customized ones, the reverse being true for adhesive-cohesive failure with nearly vertical split (p < 0.05). Truly cohesive bond failures were seen only in brackets with positive torque.
Conclusions: Torque customization with a resin base is an acceptable strategy for metal orthodontic brackets as it does not affect their SBS. However, their BFP differed from noncustomized brackets, depending on the type of torque introduced.
Zusammenfassung: ZIELSETZUNG: In der Studie wurde die Auswirkung der Anpassung des Torques von Lingualbrackets mit kunststoffmodifizierten Bracketbasen auf Scherhaftfestigkeit (SBS), Adhäsivrestindex (ARI) und Bindungsversagensmuster (BFP) untersucht.
Methoden: Die Stichprobe umfasste 200 linguale Brackets für die unteren Frontzähne (DTC® ORG, DTC Medical Apparatus, Hangzhou, China); 40 Brackets wurden im Anlieferungszustand getestet und 4 Gruppen mit jeweils 40 Brackets wurden mit lichthärtenden Kompositkunststoffbasen (Transbond XT™, 3M Unitek, Monrovia, CA, USA) für jeweils -10, -20, +10 und +20° Torque angepasst. Alle Brackets wurden auf bovine Unterkieferschneidezähne geklebt. Ihre SBS wurden in einer Universalprüfmaschine (INSTRON®, Norwood, MA, USA) mit einer gingival gerichteten Kraft, die mit einer Traversalgeschwindigkeit von 1 mm/min auf die Grenzfläche zwischen Inzisalbracket und Adhäsiv aufgebracht wurde, abgeschätzt. ARI und BFP wurden unter 20-facher Vergrößerung ausgewertet.
Ergebnisse: Die SBS betrug 19,9 ± 7,6 MPa für nicht angepasste Brackets, 20,1 ± 9,0, 18,7 ± 8,2 MPa für Brackets mit 10 und 20° negativem Torque und 16,6 ± 5,68 bzw. 19,45 ± 5,84 MPa für Brackets mit 10 bzw. 20° positivem Torque. Die Unterschiede waren statistisch nicht signifikant (p = 0,097). Zähne mit den Brackets mit einem positiven Torque von -20° wiesen höhere mediane ARI-Werte auf als nicht angepasste Brackets (1,5 vs. 2, p = 0,018). Adhäsiv-kohäsives Versagen mit fast axialer Spaltung trat bei nicht angepassten Brackets häufiger auf als bei angepassten, während das Gegenteil bei adhäsiv-kohäsivem Versagen mit fast vertikaler Spaltung der Fall war (p < 0,05). Wirklich kohäsives Bindungsversagen wurde nur bei Brackets mit positivem Torque beobachtet.
Schlussfolgerungen: Die Anpassung des Torques mittels einer Kunststoffbasis ist eine akzeptable Strategie für kieferorthopädische Metallbrackets, da sie deren SBS nicht beeinträchtigt. Allerdings unterschied sich ihr BFP von nicht angepassten Brackets, je nach Art des eingebrachten Torques.
Keywords: Adhesive remnant index; Bond failure; Bracket customization; Bracket positioning; Fixed orthodontic appliances.
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