Characterization of the elastic and viscoelastic properties of dentin by a nanoindentation creep test

Chuang, Shu Fen; Lin, Shih Yun; Wei, Pal Jen; Han, Chang Fu; Lin, Jen Fin; Chang, Hsien Chang

doi:10.1016/j.jbiomech.2015.01.034

Cited by 32 publications

(16 citation statements)

References 44 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Figure shows the variation of

{\dot{normalε}}_{oi}

depending on the depth for young and old dentin. Young dentin shows a considerable reduction on

{\dot{normalε}}_{oi}

—about 2 orders of magnitude—from inner to outer dentin, which was previously explained as being mainly attributed to the amount of type I collagen of the tissue (higher values of

{\dot{normalε}}_{oi}

for areas of higher collagen content and vice versa) . Unexpectedly, old dentin showed to have just a small reduction on this parameter from inner to outer dentin, keeping behaviour close to the one found for inner dentin.…”

Section: Resultssupporting

confidence: 62%

Deformation behaviour of aged coronal dentin

2018

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Figure shows the variation of

{\dot{normalε}}_{oi}

depending on the depth for young and old dentin. Young dentin shows a considerable reduction on

{\dot{normalε}}_{oi}

—about 2 orders of magnitude—from inner to outer dentin, which was previously explained as being mainly attributed to the amount of type I collagen of the tissue (higher values of

{\dot{normalε}}_{oi}

Section: Resultssupporting

confidence: 62%

Deformation behaviour of aged coronal dentin

2018

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…They are obtained by subtracting the stiffness and damping moduli of the sensor from the measured stiffness and damping moduli, which are the combined values of the sensor and the sample (Hayot et al, 2012). In stiff (mainly elastic) samples such as dentine, the substrate absorbs stress after loading, but there will be negligible dissipation of energy by heat and, thus, the damping modulus of the sample is very close to zero (Chuang et al, 2015;Lakes et al, 2009). Consequently, at certain positions within our samples, the actual value of the loss modulus cannot be obtained with confidence, as the damping modulus of the sample is masked by the damping modulus of the sensor; thereby, these values are not presented in the manuscript.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Nanoscopic dynamic mechanical analysis of resin–infiltrated dentine, under in vitro chewing and bruxism events

Toledano

Osorio

Cabello

et al. 2016

Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials

View full text Add to dashboard Cite

HIGHLIGHTSSustained mechanical loading promotes failures at the resin-dentine interface.Higher viscoelastic properties of tubular dentine concentrate stress at the interface.Load cycling in sine or square wave promote healing at the resin-dentine interface. 4 ABSTRACTThe aim of this study was to evaluate the induced changes in mechanical behavior and bonding capability of resin-infiltrated dentine interfaces, after application of mechanical stimuli. Dentine surfaces were subjected to partial demineralisation through 37% phosphoric acid etching followed by the application of an etch-and-rinse dentine adhesive, Single Bond (3M/ESPE). Bonded interfaces were stored in simulated body fluid during 24 h, and then tested or submitted to the mechanical loading challenge.Different loading waveforms were applied: No cycling (I), 24 h cycled in sine (II) or square (III) waves, sustained loading held for 24 h (IV) or sustained loading held for 72 h (V). Microtensile bond strength (MTBS) was assessed for the different groups.Debonded dentine surfaces were studied by field emission scanning electron microscopy (FESEM). At the resin-dentine interface, both the hybrid layer (HL) and the bottom of the hybrid layer (BHL), and both peritubular and intertubular were evaluated using a nanoindenter in scanning mode. The load and displacement responses were used to perform the nano-Dynamic Mechanical analysis and to estimate the complex and storage modulus. Dye assisted Confocal Microscopy Evaluation was used to assess sealing ability. Load cycling increased the percentage of adhesive failures in all groups.Specimens load cycled in held 24 h attained the highest complex and storage moduli at HL and BHL. The storage modulus was maximum in specimens load cycled in held 24 h at peritubular dentine, and the lowest values were attained at intertubular dentine. The storage modulus increased in all mechanical tests, at peritubular dentine. An absence of micropermeability and nanoleakage after loading in sine and square waveforms were encountered. Porosity of the resin-dentine interface was observed when specimens were load cycled in held 72 h. Areas of combined sealing and permeability were discovered 5 at the interface of specimens load cycled in held 24h. Crack-bridging images appeared in samples load cycled with sine waveform, after FESEM examination.

show abstract

“…Теоретическому описанию вязкоупругого поведения дентина посвящены работы [27][28][29]. В частности, в работе [27] предложена модель, описывающая экспе-рименты [17].…”

Section: Introductionunclassified

“…Используя определяющее соотношение вязкоупругости для анизотропного композитного мате-риала с цилиндрическими порами, авторы [28] разрабо-тали модель, позволяющую предсказывать деформацию при ползучести, релаксацию напряжений и мгновенную упругость дентина без трещин. Модель, нацеленная на количественное описание характеристик упругости и вязкоупругости деминерализованного дентина при испы-таниях на ползучесть в процессе наноиндентирования, предложена в работе [29]. Заметим, что перечислен-ные модели анализировались довольно формально, без физически обоснованного выбора конкретных значений параметров модели.…”

Section: Introductionunclassified

Вязкоупругость И Механизмы Пластичности Дентина Зубов Человека

Бородин¹,

Seyedkavoosi

Зайцев³

et al. 2018

Физика Твердого Тела

View full text Add to dashboard Cite

Рассмотрены теоретические модели вязкоупругого поведения и механизмов пластической деформации дентина зубов человека. С помощью теории линейной вязкоупругости, в которой ядра ползучести и релаксации имеют вид дробно-экспоненциальных функций, найдены численные значения мгновенного и долговременного модулей Юнга, а также других характеристик вязкоупругости дентина при одноосном сжатии. В качестве механизмов пластической деформации дентина предложены взаимное проскальзывание коллагеновых волокон в месте контакта их боковых поверхностей, отрыв этих волокон друг от друга и необратимое растяжение отдельных коллагеновых волокон. Показано, что для срабатывания второго механизма требуется меньшее напряжение, чем для срабатывания двух других. Исследованы модели соответствующих этим механизмам пластических зон в вершине трещины простого отрыва. Показано, что с ростом приложенного напряжения размер пластической зоны может вырасти от нескольких сотен нанометров до сотни микрометров. ВведениеДентин -это твердая ткань, которая составляет осно-ву зубов человека и животных [1][2][3][4][5][6][7][8]. В области коронки дентин покрыт эмалью, в области корня -цементом. По массе (объему) дентин примерно на 70% (50%) состоит из неорганических веществ, на 20% (25%) из органических и на 10% (25%) из воды. По структуре его можно отнести к развитым природным иерархическим композитам с тремя основными масштабными уровня-ми (рис. 1).Первый уровень представлен отдельными органи-ческими волокнами коллагена 1-го типа диаметром порядка 100 nm и неорганическими нанокристаллами гидроксиапатита кальция размером 20−50 nm, которые заполняют пространство между коллагеновыми волокна-ми (КВ). КВ -это пучки фибрилл, которые представля-ют собой полукристаллические структуры, образующие основную структурную единицу коллагена. Отдельные фибриллы имеют вид тонких удлиненных структур диаметром от 20 до 90 nm, которые могут достигать нескольких микрометров в длину. Они обладают харак-терной периодичностью в 64−67 nm, вызванной пере-крывающимся расположением спиралевидных молекул тропоколлагена, которые соединены между собой неко-торым непостоянным количеством ковалентных связей.На втором масштабном уровне КВ образуют сеточ-ную структуру, которая заполняет пространство между дентинными канальцами (ДК) -длинными однонаправ-ленными полостями диаметром 3−5 µm, отстоящими друг от друга на расстояния порядка 10 µm, по которым циркулирует дентинная жидкость. КВ ориентированы преимущественно перпендикулярно ДК.Рис. 1. Схематичное представление масштабных уровней дентина. 118

show abstract

Characterization of the elastic and viscoelastic properties of dentin by a nanoindentation creep test

Cited by 32 publications

References 44 publications

Deformation behaviour of aged coronal dentin

Deformation behaviour of aged coronal dentin

Nanoscopic dynamic mechanical analysis of resin–infiltrated dentine, under in vitro chewing and bruxism events

Вязкоупругость И Механизмы Пластичности Дентина Зубов Человека

Contact Info

Product

Resources

About