様々な材料からなるインレー、オンレー、エンドクラウンと臼歯部との接着のmvM応力を咀嚼のコンピュータシミュレーション-FEAで比較検討した

A comparison of mvM stress of inlays, onlays and endocrowns made from various materials and their bonding with molars in a computer simulation of mastication - FEA.

抄録

目的:

本研究の目的は，異なる材料から作製されたインレー，オンレーおよびエンドクラウンと臼歯との接着に生じるmvM応力を，咀嚼を模擬したコンピュータシミュレーションで比較することであった．

OBJECTIVES: The purpose of the study was to compare the mvM stresses occurring in inlays, onlays and endocrowns made from different materials and their bonding with molars in a computer simulation of mastication.

方法:

本研究は、接触要素を用いた有限要素法を用いて行われた。無傷の歯T，セラミックインレーを装着した歯IN，オンレーを装着した歯ON，エンドクラウンを装着した歯EN，の16個の3次元第一大臼歯模型を作成した．修復物は以下の材料で作製しました。Compはレジンナノセラミック、Hcはハイブリッドセラミック、Leはリューサイトセラミック、Dlitは二ケイ酸リチウム、Zrはジルコニアです。咀嚼のコンピュータ・シミュレーションを実施した．修正フォンミーゼス基準（mvM）による等価応力をモデル材料で計算し、検査した修復物の周囲のセメントと歯組織の界面における接触応力を計算した。

METHODS: The study was conducted using the finite elements method with contact elements. Sixteen 3D first molar models were created of a intact tooth - T; a tooth with a ceramic inlay - IN; a tooth with an onlay - ON; and a tooth with an endocrown - EN. The restorations were made of: Comp - resin nanoceramic; Hc - hybrid ceramic; Le - leucite ceramic; Dlit - lithium disilicate; and Zr - zirconia. Computer simulations of mastication were performed. The equivalent stresses according to the modified von Mises criterion (mvM) were calculated in model materials and contact stresses at the interface cement-dental tissue around the examined restorations.

結果:

最も高い等価mvM応力はインレーの頬側縁に集中した。オンレイのmvM応力はインレイの1.6～5倍，エンドクラウンの2.3～6.5倍であり，オンレイはインレイの1.5倍，エンドクラウンは2.5倍であった．オンレーとエンドクラウンの周囲では，歯質と合着セメントのmvM応力がインレーで修復された歯に比べ有意に低かった．インレーと歯牙の間の引張およびせん断接触応力は，他の修復物と比較して数倍低い値を示した．最も高い応力（58.5MPa）はジルコニアインレーで発生した．INZrインレーで修復した歯のエナメル質で観察された応力は，INCompで観察された応力の半分であり，セメントで観察された応力の3分の1であった．INZrインレーと歯質との界面における引張接触応力はINCompの4.5倍，剪断応力は7倍以上であり，INZrインレーと歯質との界面における引張接触応力はINCompの2倍，剪断応力はINZrインレーの2倍であった．

RESULTS: The highest equivalent mvM stresses were concentrated in buccal margins of inlays. The mvM stresses recorded in onlays were 1.6-5 times lower than those found in inlays, while in endocrowns they were 2.3-6.5 times lower. Around the onlays and endocrowns, in tooth structures and luting cement, mvM stresses were significantly lower compared to teeth restored with inlays. The tensile and shear contact stresses between inlays and teeth were several times lower than under another restorations. The highest stresses (58.5MPa) occurred in the zirconia inlay. The stresses observed in the enamel of a tooth restored with an INZr inlay were half those noted in INComp, and a third of those observed in cement. Tensile contact stresses at the interface between the INZr inlay and dental tissue were 4.5 times lower than in the INComp, and the shear stresses were more than 7 times lower.

意義:

インレーで修復された歯では、最も高い値と好ましくない応力レベルが発生しました。臼歯部の虫歯MODは、被せ物修復で再建する必要がある。臼歯部のエンドクラウンは生理的負荷に耐える必要がある。修復物の弾性係数が高いほど修復物の応力は大きくなり，歯質，合着セメント，修復物と歯質との界面では応力が小さくなることが示された．セラミック修復物は，コンポジットレジンよりも再建歯の保護とマージナルシールに優れているはずである．

SIGNIFICANCE: The highest values and unfavorable of stress levels occurred in teeth restored with inlays. Cavities MOD in molars should be reconstructed with cusp-covering restorations. The endocrown in molars should withstand physiological loading. The higher the modulus of elasticity of the restoration material, the higher the stresses in the restorations, while the lower stresses were observed in the tooth structures, luting cement and at the interface between the restoration and the dental tissue. Ceramic restorations should provide better protection and marginal seal of the reconstructed tooth than composite ones.