インプラント支持のレジン・マトリックス・セラミック・クラウンの生存率。In silicoおよび疲労解析

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Dent Mater.2021 Mar;37(3):523-533. S0109-5641(21)00004-X. doi: 10.1016/j.dental.2020.12.009.Epub 2021-01-20.

インプラント支持のレジン・マトリックス・セラミック・クラウンの生存率。In silicoおよび疲労解析

Survival of implant-supported resin-matrix ceramic crowns: In silico and fatigue analyses.

Edmara T P Bergamo
Satoshi Yamaguchi
Paulo G Coelho
Adolfo C O Lopes
Chunwoo Lee
Gerson Bonfante
Ernesto B Benalcázar Jalkh
Everardo N S de Araujo-Júnior
Estevam A Bonfante

PMID: 33483102 DOI: 10.1016/j.dental.2020.12.009.

抄録

目的:

インプラント支持歯冠に使用されるレジン-マトリックス・セラミックシステムの疲労寿命，破壊モード，最大主応力（MP Stress）および最大ひずみ（MP Strain）を評価すること．

OBJECTIVE: To evaluate the fatigue survival, failure mode, and maximum principal stress (MP Stress) and strain (MP Strain) of resin-matrix ceramic systems used for implant-supported crowns.

方法:

4種類のレジン-マトリックス・セラミックス（n = 21/材料）を用いて同一の臼歯冠を切削した．(i)Shofu Hard, (ii)Cerasmart, (iii)Enamic, (iv)Shofu HCの4種類のレジンマトリックスセラミックスを用いて，同一の臼歯部を切削した．クラウンはアバットメントにセメントで固定され，アセンブリはステップストレス加速寿命試験を受けた。300Nでの使用レベル確率ワイブル曲線をプロットし，50,000サイクルでの300N，500N，800Nでの信頼性を算出した。実体顕微鏡と走査型電子顕微鏡を用いてフラクトグラフィ解析を行った。MP 応力と MP 歪みは，有限要素解析によって求めた。

METHODS: Identical molar crowns were milled using four resin-matrix ceramics (n = 21/material): (i) Shofu Hard, (ii) Cerasmart (iii) Enamic, and (iv) Shofu HC. Crowns were cemented on the abutments, and the assembly underwent step-stress accelerated-life testing. Use level probability Weibull curves at 300 N were plotted and the reliability at 300, 500 and 800 N was calculated for a mission of 50,000 cycles. Fractographic analysis was performed using stereomicroscope and scanning electron microscope. MP Stress and MP Strain were determined by finite element analysis.

結果:

Cerasmart の破損は疲労によるものであったが（β > 1），Shofu Hard，Enamic，および Shofu HC の破損は材料強度によるものであった（β < 1）。松風 HC は，300 N (79%) および 500 N (59%) での信頼性が他のシステム (90%以上) に比べて低く，500 N では統計的に異なっていた．エナミック (57%) は，800 N での生存確率が有意に低下し，松風ハードおよび Cerasmart に比べて有意に低かったが，松風 HC (12%) に比べて高かった．松風ハード」と「セラスマート」（93％以上）は，いずれの計算荷重（300～800N）でも有意な差はなかった。故障モードは、主に咬合面のクラックから発生したレジン・マトリクス・セラミックの破壊であり、MPストレス・ストレインの位置と一致し、近位部と頸部のマージンを伝播した。

RESULTS: While fatigue dictated failures for Cerasmart (β > 1), material strength controlled Shofu Hard, Enamic, and Shofu HC failures (β < 1). Shofu HC presented lower reliability at 300 N (79%) and 500 N (59%) than other systems (>90%), statistically different at 500 N. Enamic (57%) exhibited a significant reduction in the probability of survival at 800 N, significantly lower than Shofu Hard and Cerasmart; however, higher than Shofu HC (12%). Shofu Hard and Cerasmart (>93%) demonstrated no significant difference for any calculated mission (300-800 N). Failure mode predominantly involved resin-matrix ceramic fracture originated from occlusal cracks, corroborating with the MP Stress and Strain location, propagating through the proximal and cervical margins.

重要性:

すべてのレジンマトリックスセラミックスクラウンは，大臼歯部の生理的負荷において高い生存率を示したが，高負荷においては，松風ハードとセラスマートがエナミックと松風HCを上回った．主な破損モードは材料破壊であった。

SIGNIFICANCE: All resin-matrix ceramics crowns demonstrated high probability of survival in a physiological molar load, whereas Shofu Hard and Cerasmart outperformed Enamic and Shofu HC at higher loads. Material fracture comprised the main failure mode.