U okviru ovog programa ispitat će se svojstva i moguća poboljšanja materijala i postupaka u restaurativnoj dentalnoj medicini te bi se dale smjernice za poboljšanje postojećih i uvođenje novih kliničkih materijala i postupaka. Istraživanja bi se izvodila u laboratorijima Instituta za fiziku i Instituta Ruđer Bošković. Temelj istraživanja su ispitivanja svojstava kompozitnih materijala, novih kompozitnih materijala s amorfnim kalcijevim fosfatom, silorana, stakleno ionomernih cemenata i giomera. Za dobre kliničke rezultate nužno je imati materijal koji podliježe minimalnom porastu temperature i polimerizacijskom stresu. Skupljanje, kao popratna pojava polimerizacije materijala, uzrokuje pojavu stresa unutar materijala i na mjestu veze materijala za tvrda zubna tkiva, čime se narušava marginalni integritet ispuna. Posljednjih se godina u kliničku uporabu uvode novi niskoskupljajući monomerni sustavi kako bi se doprinijelo neutralizaciji utjecaja polimerizacijskog skupljanja. Kompozitni materijali temeljeni na siloranima polimeriziraju otvaranjem prstenaste molekule monomera i povezivanjem u lance te se tako spriječava kontrakcija materijala. Giomeri su restaurativni materijali u kojima su objedinjena svojstva kompozita i staklenih ionomera. Postupkom digitalne holografske interferometrije uspoređivat će se fotopolimerizacijsko skupljanje, a mjerenjem tvrdoće po Vickersu uspoređivat će se mikrotvrdoća uzoraka.

Ključni dio istraživanja odnosi se na ispitivanja kompozitnih materijala na bazi amorfnog kalcijevog fosfata. Planira se dalji razvoj bioaktivnih kompozitnih materijala za nadoknadu izgubljenih tvrdih zubnih tkiva i za zaustavljanje karijesnog procesa koji promjenom uvjeta u mikrookolišu karijesne lezije dovode do njene remineralizacije. Njihova aktivna komponenta je amorfni kalcijev fosfat (ACP), direktni prekursor kristala hidroksiapatita, osnovnog gradivnog kristala zuba. Zahvaljujući potpori Nacionalne zaklade za znanost, naša skupina je razvila skupinu poboljšanih ACP kompozita s unaprijeđenim mehaničkim svojstvima. U sklopu ovog programa planira se testiranje njihove homogenosti i poroznosti impedancijskom spektroskopijom (IS) na Institutu Ruđer Bošković, što će dati teorijsku podlogu objašnjenju promjena ponašanja tih materijala nastalih žvačnim opterećenjem. Promjene svojstava kompozitnih materijala vezane su za promjene strukture i morfologije površine što direktno utječu na dinamičke procese i električna svojstva. Apsorpcija vode, nužna za kemijsku pretvorbu ACP-a u apatit, također je odgovorna za degradaciju materijala tijekom vremena.  IS i termički stimulirana struja (TSC) su metode kojima se nadopunjuju istraživanja stabilnosti smolastih materijala u vodenom okruženju ispitujući ovisnost električnih/dielektričnih svojstava o promjena u nano/mikrostrukturi dentalnih materijala.  ACP kompozitni materijali, slično kao i drugi stomatološki materijali čija je osnova  smolasta matrica, podložni su polimerizacijskom skupljanju i stresu. Utjecaj različitih intenziteta svjetlosti za aktivaciju polimerizacije ACP kompozitnih smolastih materijala na njihovo skupljanje proučavat će se postupkom holografske interferometrije na Institutu za fiziku. Vizualizacija dinamike skupljanja i širenja materijala tijekom vremena, koju omogućava holografska interferometrija, daje mogućnost predviđanja kliničkog ponašanja materijala u ustima.

Drugi dio istraživanja obuhvatio bi razvoj i procjenu učinka novih izvora svjetlosti za vitalno izbjeljivanje zubi. Sredstava za izbjeljivanje aktivirat će se različitim izvorima svjetlosti i pri tome će se promatrati površinske promjene cakline i dentina te njihova mikromorfologija i mikrotvrdoća. Nadalje, promatrat će se promjene u kemijskoj strukturi ranije navedenih tvrdih zubnih tkiva te učinak na promjenu boje prije i nakon izbjeljivanja obojenih uzoraka. Od izvora svjetlosti koristit će se LED, OLED, metal halogene lampe i femtosekundni laser različitih valnih duljina i jakosti. Potencijalni genotoksični učinak sredstva za izbjeljivanje na epitelne stanice oralne sluznice analizitat će se mikronukleus testom.

Voditeljica istraživačkog programa: Z. Tarle

Glavni istraživač od strane IRB: Andrea Moguš-Milanković