Survival of zirconia- and metal-supported fixed dental prostheses: a systematic review

Purpose: The aim of this review was to systematically evaluate and compare the frequency of veneer chipping and core fracture of zirconia fixed dental prostheses (FOPS) and porcelain-fused-to-metal (PFM) FDPs and determine possible influencing factors. Materials and Methods: The SCOPUS database and International Association of Dental Research abstracts were searched for clinical studies involving zirconia and PFM FDPs. Furthermore, studies that were integrated into systematic reviews on PFM FDPs were also evaluated. The principle investigators of any clinical studies on zirconia FDPs were contacted to provide additional information. Based on the available information for each FOP, a data file was constructed. Veneer chipping was divided into three grades (grade 1 = polishing, grade 2 = repair, grade 3 = replacement). To assess the frequency of veneer chipping and possible influencing factors, a piecewise exponential model was used to adjust for a study effect. Results: None of the studies on PFM FDPs (reviews and additional searching) sufficiently satisfied the criteria of this review to be included. Thirteen clinical studies on zirconia FDPs and two studies that investigated both zirconia and PFM FDPs were identified. These studies involved 664 zirconia and 134 PFM FDPs at baseline. Follow-up data were available for 595 zirconia and 127 PFM FDPs. The mean observation period was approximately 3 years for both groups. The frequency of core fracture was less than 1% in the zirconia group and 0% in the PFM group. When all studies were included, 142 veneer chippings were recorded for zirconia FDPs (24%) and 43 for PFM FDPs (34%). However, the studies differed extensively with regard to veneer chipping of zirconia: 85% of all chippings occurred in 4 studies, and 43% of all chippings included zirconia FDPs. If only studies that evaluated both types of core materials were included, the frequency of chipping was 54% for the zirconia-supported FDPs and 34% for PFM FDPs. When adjusting the survival rate for the study effect, the difference between zirconia and PFM FDPs was statistically significant for all grades of chippings (P = .001), as well as for chipping grade 3 (P = .02). If all grades of veneer chippings were taken into account, the survival of PFM FDPs was 97%, while the survival rate of the zirconia FDPs was 90% after 3 years for a typical study. For both PFM and zirconia FDPs, the frequency of grades 1 and 2 veneer chippings was considerably higher than grade 3. Veneer chipping was significantly less frequent in pressed materials than in hand-layered materials, both for zirconia and PFM FDPs (P = .04). Conclusions: Since the frequency of veneer chipping was significantly higher in the zirconia FDPs than PFM FDPs, and as refined processing procedures have started to yield better results in the laboratory, new clinical studies with these new procedures must confirm whether the frequency of veneer chipping can be reduced to the level of PFM. Int J Prosthodont 2010;23:493-502

Graphitized carbon black in quartz tubes for the sampling of indoor air nicotine and analysis by microwave thermal desorption-capillary gas chromatography

Nicotine in a smoky indoor air environment can be determined using graphitized carbon black as a solid sorbent in quartz tubes. The temperature stability, high purity, and heat absorption characteristics of the sorbent, as well as the permeability of the quartz tubes to microwaves, enable the thermal desorption by means of microwaves after active sampling. Permeation and dynamic dilution procedures for the generation of nicotine in the vapor phase at low and high concentrations are used to evaluate the performances of the sampler. Tube preparation is described and the microwave desorption temperature is measured. Breakthrough volume is determined to allow sampling at 0.1-1 L/min for definite periods of time. The procedure is tested for the determination of gas and paticulate phase nicotine in sidestream smoke produced in an experimental chamber.

Bond strength tests of dental adhesive systems and their correlation with clinical results : a meta-analysis

OBJECTIVE: To evaluate the variability of bond strength test results of adhesive systems (AS) and to correlate the results with clinical parameters of clinical studies investigating cervical restorations. MATERIALS AND METHODS: Regarding the clinical studies, the internal database which had previously been used for a meta-analysis on cervical restorations was updated with clinical studies published between 2008 and 2012 by searching the PubMed and SCOPUS databases. PubMed and the International Association for Dental Research abstracts online were searched for laboratory studies on microtensile, macrotensile and macroshear bond strength tests. The inclusion criteria were (1) dentin, (2) testing of at least four adhesive systems, (3) same diameter of composite and (4) 24h of water storage prior to testing. The clinical outcome variables were retention loss, marginal discoloration, detectable margins, and a clinical index comprising the three parameters by weighing them. Linear mixed models which included a random study effect were calculated for both, the laboratory and the clinical studies. The variability was assessed by calculating a ratio of variances, dividing the variance among the estimated bonding effects obtained in the linear mixed models by the sum of all variance components estimated in these models. RESULTS: Thirty-two laboratory studies fulfilled the inclusion criteria comprising 183 experiments. Of those, 86 used the microtensile test evaluating 22 adhesive systems (AS). Twenty-seven used the macrotensile test with 17 AS, and 70 used the macroshear test with 24 AS. For 28 AS the results from clinical studies were available. Microtensile and macrotensile (Spearman rho=0.66, p=0.007) were moderately correlated and also microtensile and macroshear (Spearman rho=0.51, p=0.03) but not macroshear and macrotensile (Spearman rho=0.34, p=0.22). The effect of the adhesive system was significant for microtensile and macroshear (p<0.001) but not for macrotensile. The effect of the adhesive system could explain 36% of the variability of the microtensile test, 27% of the macrotensile and 33% of the macroshear test. For the clinical trials, about 49% of the variability of retained restorations could be explained by the adhesive system. With respect to the correlation between bond strength tests and clinical parameters, only a moderate correlation between micro- and macrotensile test results and marginal discoloration was demonstrated. However, no correlation between these tests and a retention loss or marginal integrity was shown. The correlation improved when more studies were included compared to assessing only one study. SIGNIFICANCE: The high variability of bond strength test results highlights the need to establish individual acceptance levels for a given test institute. The weak correlation of bond-strength test results with clinical parameters leads to the conclusion that one should not rely solely on bond strength tests to predict the clinical performance of an adhesive system but one should conduct other laboratory tests like tests on the marginal adaptation of fillings in extracted teeth and the retention loss of restorations in non-retentive cavities after artificial aging.

'Herbal' but potentially hazardous: an analysis of the constituents and smoke emissions of tobacco-free waterpipe products and the air quality in the cafes where they are served

BACKGROUND: There are limited data on the composition and smoke emissions of 'herbal' shisha products and the air quality of establishments where they are smoked. METHODS: Three studies of 'herbal' shisha were conducted: (1) samples of 'herbal' shisha products were chemically analysed; (2) 'herbal' and tobacco shisha were burned in a waterpipe smoking machine and main and sidestream smoke analysed by standard methods and (3) the air quality of six waterpipe cafes was assessed by measurement of CO, particulate and nicotine vapour content. RESULTS: We found considerable variation in heavy metal content between the three products sampled, one being particularly high in lead, chromium, nickel and arsenic. A similar pattern emerged for polycyclic aromatic hydrocarbons. Smoke emission analyses indicated that toxic byproducts produced by the combustion of 'herbal' shisha were equivalent or greater than those produced by tobacco shisha. The results of our air quality assessment demonstrated that mean PM2.5 levels and CO content were significantly higher in waterpipe establishments compared to a casino where cigarette smoking was permitted. Nicotine vapour was detected in one of the waterpipe cafes. CONCLUSIONS: 'Herbal' shisha products tested contained toxic trace metals and PAHs levels equivalent to, or in excess of, that found in cigarettes. Their mainstream and sidestream smoke emissions contained carcinogens equivalent to, or in excess of, those of tobacco products. The content of the air in the waterpipe cafes tested was potentially hazardous. These data, in aggregate, suggest that smoking 'herbal' shisha may well be dangerous to health.

Sensitive photonic system to measure oxidative potential of airborne nanoparticles and ROS levels in exhaled air

A photonic system has been developed that enables sensitive quantitative determination of reactive oxygen species (ROS) - mainly hydrogen peroxide (H2O2) - in aerosol samples such as airborne nanoparticles and exhaled air from patients. The detection principle relies on the amplification of the absorbance under multiple scattering conditions due to optical path lengthening [1] and [2]. In this study, the presence of cellulose membrane that acts as random medium into the glass optical cell considerably improved the sensitivity of the detection based on colorimetric FOX assay (FeII/orange xylenol). Despite the loss of assay volume (cellulose occupies 75% of cell volume) the limit of detection is enhanced by one order of magnitude reaching the value of 9 nM (H2O2 equivalents). Spectral analysis is performed automatically with a periodicity of 5 to 15 s, giving rise to real-time ROS measurements. Moreover, the elution of air sample into the collection chamber via a micro-diffuser (impinger) enables quantitative determination of ROS contained in or generated from airborne samples. As proof-of-concept the photonic ROS detection system was used in the determination of both ROS generated from traffic pollution and ROS contained in the exhaled breath as lung inflammation biomarkers.

Stability of nanoparticle agglomerates under mechanical stress and its effects on their release into the air

L'exposition professionnelle aux nanomatériaux manufacturés dans l'air présente des risques potentiels pour la santé des travailleurs dans les secteurs de la nanotechnologie. Il est important de comprendre les scénarios de libération des aérosols de nanoparticules dans les processus et les activités associées à l'exposition humaine. Les mécanismes de libération, y compris les taux de libération et les propriétés physico-chimiques des nanoparticules, déterminent leurs comportements de transport ainsi que les effets biologiques néfastes. La distribution de taille des particules d'aérosols est l'un des paramètres les plus importants dans ces processus. La stabilité mécanique d'agglomérats de nanoparticules affecte leurs distributions de tailles. Les potentiels de désagglomération de ces agglomérats déterminent les possibilités de leur déformation sous énergies externes. Cela rend les changements possibles dans leur distribution de taille et de la concentration en nombre qui vont finalement modifier leurs risques d'exposition. Les conditions environnementales, telles que l'humidité relative, peuvent influencer les processus de désagglomération par l'adhérence de condensation capillaire de l'humidité. L'objectif général de cette thèse était d'évaluer les scénarios de libération des nanomatériaux manufacturés des processus et activités sur le lieu de travail. Les sous-objectifs étaient les suivants: 1. Etudier les potentiels de désagglomération des nanoparticules dans des conditions environnementales variées. 2. Etudier la libération des nano-objets à partir de nanocomposites polymères; 3. Evaluer la libération de nanoparticules sur le lieu de travail dans des situations concrètes. Nous avons comparé différents systèmes de laboratoire qui présentaient différents niveau d'énergie dans l'aérosolisation des poudres. Des nanopoudres de TiO2 avec des hydrophilicités de surface distinctes ont été testées. Un spectromètre à mobilité électrique (SMPS), un spectromètre à mobilité aérodynamique (APS) et un spectromètre optique (OPC) ont été utilisés pour mesurer la concentration de particules et la distribution de taille des particules. La microscopie électronique à transmission (TEM) a été utilisée pour l'analyse morphologique d'échantillons de particules dans l'air. Les propriétés des aérosols (distribution de taille et concentration en nombre) étaient différentes suivant la méthode employée. Les vitesses des flux d'air d'aérosolisation ont été utilisées pour estimer le niveau d'énergie dans ces systèmes, et il a été montré que les tailles modales des particules étaient inversement proportionnelles à la vitesse appliquée. En général, les particules hydrophiles ont des diamètres plus grands et des nombres inférieurs à ceux des particules hydrophobes. Toutefois, cela dépend aussi des méthodes utilisées. La vitesse de l'air peut donc être un paramètre efficace pour le classement de l'énergie des procédés pour des systèmes d'aérosolisation similaires. Nous avons développé un système laboratoire pour tester les potentiels de désagglomération des nanoparticules dans l'air en utilisant des orifices critiques et un humidificateur. Sa performance a été comparée à un système similaire dans un institut partenaire. Une variété de nanopoudres différentes a été testée. Le niveau d'énergie appliquée et l'humidité ont été modifiés. Le SMPS et l'OPC ont été utilisés pour mesurer la concentration de particules et la distribution de la taille. Un TEM a été utilisé pour l'analyse morphologique d'échantillons de particules dans l'air. Le diamètre moyen des particules a diminué et la concentration en nombre s'est accrue lorsque des énergies externes ont été appliquées. Le nombre de particules inférieures à 100 nm a été augmenté, et celui au-dessus de 350 nm réduits. Les conditions humides ont faits exactement le contraire, en particulier pour les petites particules. En outre, ils ont réduits les effets de la différence de pression due à l'orifice. Les résultats suggèrent que la désagglomération d'agglomérats de nanoparticules dans l'air est possible dans la gamme d'énergie appliquée. Cependant, l'atmosphère humide peut favoriser leur agglomération et améliorer leurs stabilités en réduisant la libération de nanoparticules dans l'environnement. Nous proposons d'utiliser notre système pour le test de routine des potentiels de désagglomération des nanomatériaux manufacturés et de les classer. Un tel classement faciliterait la priorisation de l'exposition et du risque encouru en fonction du niveau d'ENM. Un système de perçage automatique et un système de sciage manuel ont été développés pour étudier la libération de nanoparticules à partir de différents types de nanocomposites. La vitesse de perçage et taille de la mèche ont été modifiées dans les expériences. La distribution de taille des particules et leur concentration en nombre ont été mesurées par un SMPS et un miniature diffusion size classifier (DISCmini). Les distributions de nanoparticules dans les composites et les particules libérées ont été analysés par un TEM et un microscope électronique à balayage (SEM). Les tests de perçage ont libérés un plus grand nombre de particules que le sciage. Des vitesses de perçage plus rapide et les mèches plus grandes ont augmentés la génération de particules. Les charges de nanoparticules manufacturées dans les composites ne modifient pas leurs comportements de libération dans les expériences de perçage. Toutefois, le sciage différencie les niveaux de libération entre les composites et les échantillons blancs. De plus, les vapeurs de polymères ont été générées par la chaleur de sciage. La plupart des particules libérées sont des polymères contenant des nanoparticules ou sur leurs surface. Les résultats ont souligné l'importance du type de processus et paramètres pour déterminer la libération de nanoparticules de composites. Les émissions secondaires telles que les fumées polymères appellent à la nécessité d'évaluations de l'exposition et de risque pour de tels scénarios. Une revue systématique de la littérature sur le sujet de libérations de nanoparticules dans l'air dans les secteurs industriels et laboratoires de recherche a été effectuée. Des stratégies de recherche des informations pertinentes et de stockage ont été développées. Les mécanismes de libération, tels que la taille de particules d'aérosol et de leur concentration en nombre, ont été comparés pour différentes activités. La disponibilité de l'information contextuelle qui est pertinente pour l'estimation de l'exposition humaine a été évaluée. Il a été constaté que les données relatives à l'exposition ne sont pas toujours disponibles dans la littérature actuelle. Les propriétés des aérosols libérés semblent dépendre de la nature des activités. Des procédés à haute énergie ont tendance à générer des plus hauts niveaux de concentrations de particules dans les gammes de plus petite taille. Les résultats peuvent être utiles pour déterminer la priorité des procédés industriels pour l'évaluation les risques associés dans une approche à plusieurs niveaux. Pour l'évaluation de l'exposition, la disponibilité de l'information peut être améliorée par le développement d'une meilleure méthode de communication des données.