PEEKベースのテレスコピック・クラウンの性能、比較研究

Performance of PEEK based telescopic crowns, a comparative study.

抄録

目的:

テレスコピッククラウンは、歯科上部構造を歯やインプラントに効率的に固定し、高い咀嚼性能と装着感を実現する部分床義歯の構成要素として適している。通常、一次クラウンと二次クラウンには合金または金属ベースの構造が使用される。利点は、高い完成度と十分な摩擦力を持つ精密な構造を製作できることですが、欠点は腐食が不安定なことです。近年、ジルコニアセラミックの導入により、セラミック製のプライマリークラウンの製作が可能となり、腐食性が軽減された。金属を使用しないもうひとつの代替材料として、高性能ポリマーであるポリエーテルエーテルケトン（PEEK）の新たな応用は、このような用途に新たな展望を提供するものである。そこで本研究の目的は、PEEK（プライムクラウン）＋PEEK（sec.クラウン）の組み合わせに基づくテレスコピッククラウンと、ZrO（プライムクラウン）＋PEEK（sec.クラウン）およびCoCr合金（プライムクラウン）＋PEEK（sec.クラウン）の組み合わせに基づくテレスコピッククラウンを比較することにより、PEEKのテレスコピッククラウンの性能を評価することである。

OBJECTIVE: Telescopic crowns are suitable components of partial dentures to efficiently anchor dental supra-structures to teeth or dental implants and achieve high chewing performance and wear comfort. Usually alloy- or metal-based structures are used for the primary and the secondary crowns. The advantage is the possibility to produce precise structures with a high perfection and sufficient friction force, but the disadvantage is the corrosion instability. The recent introduction of zirconia ceramics has enabled the fabrication of ceramic primary crowns, thus reducing corrodibility. The novel application of the high-performance polymer polyetheretherketone (PEEK) as another metal-free alternative material offers a new perspective for such applications. Therefore, the aim of this work was to assess the performance of telescopic crowns of PEEK by comparing telescopic crowns based on the combination of PEEK (prim. crown) + PEEK (sec. crown) with the pairings ZrO (prim. crown) + PEEK (sec. crown) and CoCr-alloy (prim. crown) + PEEK (sec. crown).

方法:

すべての試料は、歯26の模型をもとにCAD/CAMで計画・製作された。1名の歯科技工士が後処理を行った．各組の材料について，n = 9組のテレスコピッククラウンを作製し，試験を行った．ここでは、最大保持力の測定だけでなく、保持力対引き離し距離の分析も行った。一般的に受け入れられている試験プロトコルがないため、様々な引き離し速度の影響も試験した。すべての測定は、まず3本のクラウンを3ブロック（3C）、次に2本のクラウンを3ブロック（2C）、最後に9本のシングルクラウン（1C）で行いました。長期的な挙動は、10年以上の寿命に相当する10,000サイクルを行うことで推定した。

METHODS: All specimens were CAD/CAM planned and manufactured based on a model of a tooth 26. One master dental technician performed the post-treatment. For each group of material pairing, n = 9 telescopic crown pairs were manufactured and tested. Herein not only the maximum retention force was measured but also the retention force vs. pull-off distance were analyzed. As there is no commonly accepted test protocol available, the influence of various pull off speeds were tested as well. All measurements were first made with three blocks of three crowns (3C), subsequently with three blocks of two crowns (2C) and finally with nine single crowns (1C). The long-term behavior was estimated by performing 10.000 cycles, which is related to a life-time of more than 10 years.

結果:

PEEK + PEEKの場合の最大保持力は、試験した他の材料の組み合わせと比較して高かった。引き剥がし速度が1～10mm/minの範囲では、引き剥がし速度による大きな影響は見られなかった。摩擦力へのより大きな影響は、同時に作用するクラウンの数の変化によって予想される。摩擦力はクラウン数の減少とともに減少したが、どの試験ケースでも直線的ではなかった。長期試験では、摩擦力は一定であった。

RESULTS: The maximum retention force in case of PEEK + PEEK was higher in comparison to the other tested material pairings. In the range between 1 and 10 mm/ min pull off speed there was no significant influence by the pull off speed. More influence on the friction force would be expected by changes of the number of the crowns acting simultaneously. The friction force was decreasing with decreasing number of crowns but not linearly in any tested case. The long-term test has shown that the friction force remained constant.

意義:

PEEK+PEEK製テレスコープの性能は、通常適用される素材の組み合わせに匹敵する。長期間にわたり、保持力の低下は観察されなかった。PEEK＋PEEKの組み合わせにおける保持力-距離の変化は、補修中や再ライニング中に保持力が失われる可能性に対して、より高い安全性を提供する。テレスコピッククラウンの性能のさらなる試験や摩擦力の限界の推定には、少なくとも2つ、できれば3つのクラウンを並行して試験するセットアップが推奨される。

SIGNIFICANCE: The performance of PEEK + PEEK telescopes is comparable with the usually applied material pairings. Over long time no loss in retention force could be observed. The retention force - distance progression in the PEEK + PEEK pairing offers more security against a possible loss of retention during repair or relining. For further tests of the performance of telescopic crowns or to estimate of friction force limits, a setup with at least two, but preferably three, crowns tested in parallel is suggested.