咀嚼シミュレーションによるヒトのペアティース/Vita Enamic®と一般的な歯科用セラミックの摩耗の比較研究

Comparative study of the wear of the pair human teeth/Vita Enamic® vs commonly used dental ceramics through chewing simulation.

• F Santos
• A Branco
• M Polido
• A P Serro
• C G Figueiredo-Pina

抄録

セラミックベースの補綴材は、その優れた審美性と生体適合性から、歯科修復物に使用されてきた。しかし、その機械的特性や天然歯に対する研磨作用に関する懸念から、これらの材料を適切に選択することは、咬合面の相互作用を維持し、歯の異常摩耗を防ぐために非常に重要である。この研究の目的は、ポリマー浸潤セラミック（PIC）であるヴィータエナミック®の摩耗性能を、他の3種類の市販セラミックベース歯科材料（ジルコニア、リューサイト、ジルコニアベニヤ）と天然歯に対してテストしたときの摩耗性能と比較することである。摩耗試験の前に，補綴物の結晶構造，濡れ性，トポグラフィー，硬度を評価した。潤滑剤として人工唾液を用いて，歯科用ヒトの歯牙に対する咀嚼シミュレーター実験（360,000サイクル，荷重49N）を行った。歯と補綴物の両方の摩耗を定量化し，関与する摩耗のメカニズムを走査型電子顕微鏡で分析した．その結果，両咬合面の摩耗量が最も少なかったため，ジルコニアが最も適したトライボロジー挙動を示した．最も摩耗が激しかった補綴物はVita Enamic®であった。カスプの摩耗に関しては、リューサイトとジルコニアベニヤで最も高い値が得られた。ジルコニアシステム（補綴物と対合するエナメル質）では研磨摩耗が主な摩耗メカニズムであり、残りのシステムでは研磨摩耗に伴う脆弱な破壊が見られた。補綴物材料の濡れ性、初期粗さ、硬度とトライボロジーシステムの摩耗との間に直接的な関係は認められなかった。反対に、微細構造と靭性が重要なパラメータであることがわかった。

Ceramic based prosthetic materials have been used in dental restorations due to their excellent aesthetic and biocompatibility. However, due to concerns related to their mechanical properties and abrasive action against natural teeth, a proper selection of these materials is crucial to preserve the occlusal interactions and prevent abnormal dental wear. The aim of this work is to compare the wear performance of Vita Enamic®, a polymer infiltrated ceramic (PIC), with that of other three commercial ceramic based dental materials - Zirconia, Leucite and Zirconia Veneered - when tested against natural teeth. The crystalline structure, wettability, topography and hardness of the prosthetic materials were characterized before wear testing. Chewing simulator experiments (360,000 cycles, load 49 N) against dental human cusps were carried out using artificial saliva as lubricant. The wear of both teeth and prosthetic materials was quantified and the involved wear mechanisms were analyzed by scanning electron microscopy. The results showed that Zirconia presented the most suitable tribological behavior, since it led to the lowest wear on both occlusal surfaces. The prosthetic material presenting the highest wear was Vita Enamic®. Regarding the cusps' wear, the highest values were found for both Leucite and Zirconia Veneered. Polishing wear was the main wear mechanism in Zirconia system (prosthetic material and opposing enamel), while in the remaining ones was fragile fracture associated with abrasive wear. No direct relation could be established between wettability, initial roughness and hardness of the prosthetic materials and the wear of the tribological systems. Contrarily, microstructure and toughness revealed to be critical parameters.

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