Background: The longevity of composite restorations in primary teeth depends on the preservation of both mechanical performance and surface integrity under daily oral hygiene procedures. While powered toothbrushes have been widely investigated for plaque control, their potential effects on restorative materials in the primary dentition remain insufficiently characterized. This preliminary in vitro study evaluated the influence of manual, oscillating-rotating electric, and sonic toothbrushing on the surface microhardness, surface roughness, and shear resistance of resin composite restorations in primary teeth. Methods: Thirty extracted non-carious primary teeth were standardized, cavity- prepared, and restored using a total-etch adhesive protocol and a resin composite material. Specimens were randomly assigned to three groups (n = 10) according to brushing modality: manual, electric, or sonic. After a standardized 2 minutes brushing simulation under controlled conditions, surface microhardness was measured using a Vickers microhardness tester, surface roughness was assessed with contact profilometry, and restoration retention was evaluated as maximum load at failure under shear-type mechanical loading. Surface morphology was further analyzed by scanning electron microscopy. Results: No statistically significant differences were observed among groups in surface microhardness (p = 0.606) or maximum dislodgement load (p = 0.806). In contrast, surface roughness differed significantly according to toothbrush type (p < 0.001), with the highest Ra values recorded in the sonic group. Scanning electron microscopy corroborated these findings, showing progressively greater surface irregularities, porosities, and microdefects from manual to sonic brushing. Under the present in vitro conditions, the sonic toothbrush group showed the highest final surface roughness values, whereas no significant differences were observed in microhardness or restoration retention. Conclusions: Under the present short-term in vitro conditions, sonic toothbrushing resulted in higher surface roughness, while no significant differences were observed in microhardness or restoration retention. These findings should be interpreted as preliminary in vitro results.

Presupposti dello studio: La longevità dei restauri in composito nei denti decidui dipende dal mantenimento sia delle prestazioni meccaniche sia dell’integrità superficiale durante le quotidiane procedure di igiene orale. Sebbene gli spazzolini elettrici siano stati ampiamente studiati per il controllo della placca batterica, i loro potenziali effetti sui materiali da restauro nei denti della dentizione primaria rimangono ancora poco caratterizzati. Questo studio preliminare in vitro ha valutato l’influenza dello spazzolamento manuale, elettrico oscillante-rotante e sonico sulla microdurezza superficiale, sulla rugosità superficiale e sulla resistenza al distacco di restauri in composito di resina nei denti decidui. Materiali e metodi: Trenta denti decidui estratti e privi di carie sono stati standardizzati, preparati mediante cavitazione e restaurati utilizzando una procedura adesiva con tecnica total-etch e un materiale composito in resina. I campioni sono stati assegnati casualmente a tre gruppi (n = 10) in base alla modalità di spazzolamento: manuale, elettrico o sonico. Dopo una simulazione standardizzata di spazzolamento della durata di 2 minuti in condizioni controllate, la microdurezza superficiale è stata misurata mediante un tester di microdurezza Vickers, la rugosità superficiale è stata valutata tramite profilometria a contatto e la ritenzione del restauro è stata analizzata come carico massimo al cedimento mediante una prova meccanica di tipo shear. La morfologia superficiale è stata inoltre analizzata mediante microscopia elettronica a scansione (SEM). Risultati: Non sono state osservate differenze statisticamente significative tra i gruppi nella microdurezza superficiale (p = 0,606) né nel carico massimo di dislocamento (p = 0,806). Al contrario, la rugosità superficiale ha mostrato differenze significative in funzione del tipo di spazzolino (p < 0,001), con i valori più elevati di Ra registrati nel gruppo sottoposto a spazzolamento sonico. La microscopia elettronica a scansione ha confermato questi risultati, evidenziando un progressivo aumento delle irregolarità superficiali, delle porosità e dei microdifetti passando dallo spazzolamento manuale a quello sonico. Nelle condizioni sperimentali in vitro considerate, il gruppo trattato con spazzolino sonico ha mostrato i maggiori valori finali di rugosità superficiale, mentre non sono state riscontrate differenze significative nella microdurezza o nella ritenzione dei restauri. Conclusioni: Nelle presenti condizioni in vitro a breve termine, lo spazzolamento sonico ha determinato un aumento della rugosità superficiale, mentre non sono state osservate differenze significative nella microdurezza o nella ritenzione dei restauri. Questi risultati devono essere interpretati come dati preliminari ottenuti da uno studio in vitro.

EFFETTO DELLO SPAZZOLAMENTO MANUALE, ELETTRICO E SONICO SULLE PROPRIETÀ DI SUPERFICIE E SULLA RITENZIONE DEI RESTAURI IN COMPOSITO NEI DENTI DECIDUI. UNO STUDIO IN VITRO.

SMANIA, SIMONE
2025/2026

Abstract

Background: The longevity of composite restorations in primary teeth depends on the preservation of both mechanical performance and surface integrity under daily oral hygiene procedures. While powered toothbrushes have been widely investigated for plaque control, their potential effects on restorative materials in the primary dentition remain insufficiently characterized. This preliminary in vitro study evaluated the influence of manual, oscillating-rotating electric, and sonic toothbrushing on the surface microhardness, surface roughness, and shear resistance of resin composite restorations in primary teeth. Methods: Thirty extracted non-carious primary teeth were standardized, cavity- prepared, and restored using a total-etch adhesive protocol and a resin composite material. Specimens were randomly assigned to three groups (n = 10) according to brushing modality: manual, electric, or sonic. After a standardized 2 minutes brushing simulation under controlled conditions, surface microhardness was measured using a Vickers microhardness tester, surface roughness was assessed with contact profilometry, and restoration retention was evaluated as maximum load at failure under shear-type mechanical loading. Surface morphology was further analyzed by scanning electron microscopy. Results: No statistically significant differences were observed among groups in surface microhardness (p = 0.606) or maximum dislodgement load (p = 0.806). In contrast, surface roughness differed significantly according to toothbrush type (p < 0.001), with the highest Ra values recorded in the sonic group. Scanning electron microscopy corroborated these findings, showing progressively greater surface irregularities, porosities, and microdefects from manual to sonic brushing. Under the present in vitro conditions, the sonic toothbrush group showed the highest final surface roughness values, whereas no significant differences were observed in microhardness or restoration retention. Conclusions: Under the present short-term in vitro conditions, sonic toothbrushing resulted in higher surface roughness, while no significant differences were observed in microhardness or restoration retention. These findings should be interpreted as preliminary in vitro results.
2025
In Vitro Evaluation of Manual, Electric, and Sonic Toothbrushing on Composite Restoration Surface Properties and Retention in Primary Teeth
Presupposti dello studio: La longevità dei restauri in composito nei denti decidui dipende dal mantenimento sia delle prestazioni meccaniche sia dell’integrità superficiale durante le quotidiane procedure di igiene orale. Sebbene gli spazzolini elettrici siano stati ampiamente studiati per il controllo della placca batterica, i loro potenziali effetti sui materiali da restauro nei denti della dentizione primaria rimangono ancora poco caratterizzati. Questo studio preliminare in vitro ha valutato l’influenza dello spazzolamento manuale, elettrico oscillante-rotante e sonico sulla microdurezza superficiale, sulla rugosità superficiale e sulla resistenza al distacco di restauri in composito di resina nei denti decidui. Materiali e metodi: Trenta denti decidui estratti e privi di carie sono stati standardizzati, preparati mediante cavitazione e restaurati utilizzando una procedura adesiva con tecnica total-etch e un materiale composito in resina. I campioni sono stati assegnati casualmente a tre gruppi (n = 10) in base alla modalità di spazzolamento: manuale, elettrico o sonico. Dopo una simulazione standardizzata di spazzolamento della durata di 2 minuti in condizioni controllate, la microdurezza superficiale è stata misurata mediante un tester di microdurezza Vickers, la rugosità superficiale è stata valutata tramite profilometria a contatto e la ritenzione del restauro è stata analizzata come carico massimo al cedimento mediante una prova meccanica di tipo shear. La morfologia superficiale è stata inoltre analizzata mediante microscopia elettronica a scansione (SEM). Risultati: Non sono state osservate differenze statisticamente significative tra i gruppi nella microdurezza superficiale (p = 0,606) né nel carico massimo di dislocamento (p = 0,806). Al contrario, la rugosità superficiale ha mostrato differenze significative in funzione del tipo di spazzolino (p < 0,001), con i valori più elevati di Ra registrati nel gruppo sottoposto a spazzolamento sonico. La microscopia elettronica a scansione ha confermato questi risultati, evidenziando un progressivo aumento delle irregolarità superficiali, delle porosità e dei microdifetti passando dallo spazzolamento manuale a quello sonico. Nelle condizioni sperimentali in vitro considerate, il gruppo trattato con spazzolino sonico ha mostrato i maggiori valori finali di rugosità superficiale, mentre non sono state riscontrate differenze significative nella microdurezza o nella ritenzione dei restauri. Conclusioni: Nelle presenti condizioni in vitro a breve termine, lo spazzolamento sonico ha determinato un aumento della rugosità superficiale, mentre non sono state osservate differenze significative nella microdurezza o nella ritenzione dei restauri. Questi risultati devono essere interpretati come dati preliminari ottenuti da uno studio in vitro.
Spazzolamento
Restauri
Denti decidui
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.12608/114083