バイオインスパイアされたシリカ入りジルコニア二重層。強度と界面結合。

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J Mech Behav Biomed Mater.2019 01;89:143-149. S1751-6161(18)30816-6. doi: 10.1016/j.jmbbm.2018.09.013.Epub 2018-09-14.

バイオインスパイアされたシリカ入りジルコニア二重層。強度と界面結合。

Bioinspired silica-infiltrated zirconia bilayers: Strength and interfacial bonding.

Dominique Yukie Toyama
Larissa Marcia Martins Alves
Gabriela Freitas Ramos
Tiago Moreira Bastos Campos
Getúlio de Vasconcelos
Alexandre Luiz Souto Borges
Renata Marques de Melo

PMID: 30273833 DOI: 10.1016/j.jmbbm.2018.09.013.

抄録

従来のジルコニアベニア修復物は、ベニア材のチッピングやスポーリングの影響を受けやすい。層状ジルコニア修復物は機械的性能を向上させるために再設計することが可能であるが、このような問題を克服するために新規の半透明ジルコニアが開発された。そこで、本研究の目的は、従来型（引張応力下でのポーセレンセラミック）とバイオインスパイア型（引張応力下でのジルコニア）の構成を用いて、ジルコニア二層膜の強度と構造的信頼性を解析することであった。ゾルゲルシリカの浸透は、ジルコニアとベニアリング磁器との間の滑らかな遷移として機能した。破壊モードと界面接着機構をスクラッチ試験と界面インデンテーションを用いて解析した。Y-TZPとプレスセラミックを用いた二軸曲げ試験のために二層化した試験片を作製し、さらに4つのグループ（n"Zs_202F"="Zs_202F"30）に分けた。コンベンショナル（C）、浸潤型コンベンショナル（IC）、バイオインスパイアード（B）、浸潤型バイオインスパイアード（IB）の4つのグループに分けた。二軸曲げ強度試験の結果をワイブル解析（９５％ＣＩ）で解析し、ワイブル弾性率（ｍ）を決定した。浸潤層は、ＸＲＤおよびＳＥＭ、ＦＥＧ-ＳＥＭおよびＥＤＳによって特徴付けられた。バイオインスパイアされた浸潤層群が最も信頼性が高かった(m"Zs_202F"="Zs_202F"9.59)が、単板化された従来の(従来の)ジルコニアの微細な損傷は、スクラッチおよびデボンディングに対する優れた抵抗性を示していた。したがって、ジルコニアケイ酸塩による表面欠陥の充填は、より良い磁器接着のための機械的保持の必要性を実証した。

Conventionally veneered zirconia restorations are susceptible to chipping and spalling of the veneering material. The novel translucent zirconias were developed to overcome such issues, although layered zirconia restorations can be re-designed to improve mechanical performance. Thus, the aim of this study was to analyze the strength and structural reliability of zirconia bilayers using conventional (porcelain ceramic under tensile stress) and bioinspired (zirconia under tensile stress) configurations. Sol-gel silica infiltration served as a smooth transition between the zirconia and veneering porcelain. Failure mode and interfacial adhesive mechanism were analyzed using scratch test and interfacial indentation. Bilayered specimens were produced for biaxial flexural testing with Y-TZP and pressed ceramic, which were further divided into four groups (n = 30): Conventional (C), Infiltrated conventional (IC), Bioinspired (B) and Infiltrated bioinspired (IB). The results of biaxial flexural strength tests were analyzed by Weibull analysis (95% CI) for determination of the Weibull modulus (m). The infiltration layer was characterized by XRD and SEM, FEG-SEM and EDS. The bioinspired infiltrated group was the most reliable (m = 9.59), although the fine damage of veneered conventional (conventional) zirconia demonstrated its superior resistance to scratching and debonding. Therefore, the filling of superficial defects by zirconia silicate demonstrated the need for mechanical retention for better porcelain adhesion.