臨床的に回収されたジルコニア・セラミックおよびメタル・セラミック固定式歯科補綴物のフラクトグラフィ研究

A fractographic study of clinically retrieved zirconia-ceramic and metal-ceramic fixed dental prostheses.

抄録

目的:

最近行われた3～5ユニットのジルコニア・セラミックとメタル・セラミックの後方固定式歯科補綴物（FDP）を対象とした3年間の無作為化比較試験（RCT）により、ジルコニア・セラミック・システムでは、メタル・セラミック・システムよりもベニアの欠けや破折が頻繁に発生することが明らかになった[1]。本研究では、このRCTで観察された破折現象の根本的なメカニズムを、記述的破折分析を用いて解明することを目的とする。

OBJECTIVES: A recent 3-year randomized controlled trial (RCT) of tooth supported three- to five-unit zirconia-ceramic and metal-ceramic posterior fixed dental prostheses (FDPs) revealed that veneer chipping and fracture in zirconia-ceramic systems occurred more frequently than those in metal-ceramic systems [1]. This study seeks to elucidate the underlying mechanisms responsible for the fracture phenomena observed in this RCT using a descriptive fractographic analysis.

方法:

平均40.3±2.8ヵ月の観察期間終了時に、ジルコニア・セラミックFDP12本とメタル・セラミックFDP6本のベニア破折を伴うビニルポリシロキサン印象が患者から採取された。これらの印象からエポキシレプリカが作製された[1]。すべてのレプリカにゴールドコーティングを施し、光学顕微鏡および走査型電子顕微鏡（SEM）で観察し、ディスクリプティブ・フラクトグラフィーを行った。

METHODS: Vinyl-polysiloxane impressions of 12 zirconia-ceramic and 6 metal-ceramic FDPs with veneer fractures were taken from the patients at the end of a mean observation of 40.3±2.8 months. Epoxy replicas were produced from these impressions [1]. All replicas were gold coated, and inspected under the optical microscope and scanning electron microscope (SEM) for descriptive fractography.

結果:

12個のジルコニア・セラミックFDPのうち、2個に小さなチッピング、9個に大きなチッピング、1個に剥離が認められた。6個のメタルセラミックFDPのうち、5個は小さなチッピングで、1個は大きなチッピングであった。SEM観察に基づく記述的破折分析により、修復物の種類にかかわらず、すべての症例で咬合面の摩耗面から破折が始まったことが明らかになった。

RESULTS: Among the 12 zirconia-ceramic FDPs, 2 had small chippings, 9 had large chippings, and 1 exhibited delamination. Out of 6 metal-ceramic FDPs, 5 had small chippings and 1 had large chipping. Descriptive fractographic analysis based on SEM observations revealed that fracture initiated from the wear facet at the occlusal surface in all cases, irrespective of the type of restoration.

意義:

ジルコニア・セラミックおよびメタル・セラミックのFDPはすべて、咬合面の摩耗面から発生したマイクロクラックから破折した。ジルコニア修復物のポーセレンベニアの破壊靭性が比較的低く、残留引張応力が高いことが、メタルセラミック修復物に比べてジルコニアセラミックFDPのチッピング率が高く、チップサイズが大きい一因であると考えられる。ポーセレンベニアジルコニアの低いベニア/コア界面破壊エネルギーは、ジルコニアセラミックFDPにおける剥離の発生をもたらす可能性がある。

SIGNIFICANCE: Zirconia-ceramic and metal-ceramic FDPs all fractured from microcracks that emanated from occlusal wear facets. The relatively low fracture toughness and high residual tensile stress in porcelain veneer of zirconia restorations may contribute to the higher chipping rate and larger chip size in zirconia-ceramic FDPs relative to their metal-ceramic counterparts. The low veneer/core interfacial fracture energy of porcelain-veneered zirconia may result in the occurrence of delamination in zirconia-ceramic FDPs.