モノリシックジルコニアクラウン：疲労挙動および破壊荷重に及ぼす厚さの減少の影響

Monolithic zirconia crowns: effect of thickness reduction on fatigue behavior and failure load.

抄録

目的:

本研究の目的は，モノリス・ジルコニアクラウンの破壊荷重に及ぼす減肉および疲労の影響を評価することである。

PURPOSE: The objective of this study was to evaluate the effect of thickness reduction and fatigue on the failure load of monolithic zirconia crowns.

材料と方法:

セラミックの厚み（2.0，1.5，1.0，0.8，0.5 mm，それぞれG2，G1.5，G1，G0.8，G0.5と命名）が異なる140個のCAD-CAMで製作したクラウン（3Y-TZP，inCorisTZI，Dentsply-Sirona社）を調査した．下顎第一大臼歯の歯型はコンポジットレジンで作製した。ジルコニアクラウンはレジンコンポジットセメント（RelyX Unicem 2 Automix, 3M ESPE）で裏打ちした。試験片の半数（各群n = 14）にマウスモーションフェイティグ（120万サイクル，1.6Hz，200 N/ 5 - 55℃，群名はG2-F，G1.5-F，G1-F，G0.8-F，G0.5-F）を施した。万能試験機を用いて、単一荷重で破壊させた。破壊モードを分析した。データは，ワイブル2パラメータ分布（90％CI）を用いて統計的に分析し，各グループ間の特性強度とワイブル係数の差を求めた。

MATERIALS AND METHODS: 140 CAD-CAM fabricated crowns (3Y-TZP, inCorisTZI, Dentsply-Sirona) with different ceramic thicknesses (2.0, 1.5, 1.0, 0.8, 0.5 mm, respectively, named G2, G1.5, G1, G0.8, and G0.5) were investigated. Dies of a mandibular first molar were made of composite resin. The zirconia crowns were luted with a resin composite cement (RelyX Unicem 2 Automix, 3M ESPE). Half of the specimens (n = 14 per group) were mouth-motion-fatigued (1.2 million cycles, 1.6 Hz, 200 N/ 5 - 55℃, groups named G2-F, G1.5-F, G1-F, G0.8-F, and G0.5-F). Single-load to failure was performed using a universal testing-machine. Fracture modes were analyzed. Data were statistically analyzed using a Weibull 2-parameter distribution (90% CI) to determine the characteristic strength and Weibull modulus differences among the groups.

結果:

G0.8の3個の歯冠（21％）とG0.5の5個の歯冠（36％）は，疲労によりクラックが発生した．特徴的な強度はG2が最も高く，次いでG1.5であった。G1およびG1-Fでは中間的な値を示し，次いでG0.8，G0.8-F，G0.5では著しく低い値を示し，G0.5-Fでは最も低い値を示した。ワイブル係数は、G0.8で最も低く、G0.8-FとG0.5では中間的で、残りのグループでは有意に高かった。疲労はG0.5-Fのみに見られた。

RESULTS: Three crowns (21%) of G0.8 and five crowns (36%) of G0.5 showed cracks after fatigue. Characteristic strength was the highest for G2, followed by G1.5. Intermediate values were observed for G1 and G1-F, followed by significantly lower values for G0.8, G0.8-F, and G0.5, and the lowest for G0.5-F. Weibull modulus was the lowest for G0.8, intermediate for G0.8-F and G0.5, and significantly higher for the remaining groups. Fatigue only affected G0.5-F.

結論:

歯冠厚を薄くすると，生理的咀嚼力以上の破壊荷重でも特性強度が低下する。0.5 mmのモノリス型3Y-TZPクラウンでは，疲労により破壊荷重が有意に低下した。

CONCLUSION: Reduced crown thickness lead to reduced characteristic strength, even under failure loads that exceed physiological chewing forces. Fatigue significantly reduced the failure load of 0.5 mm monolithic 3Y-TZP crowns.