二ケイ酸リチウムの機械的特性、表面特性および生物学的特性に及ぼす染色の影響

Effect of staining on the mechanical, surface and biological properties of lithium disilicate.

抄録

目的:

染色および施釉したCAD二珪酸リチウムセラミックの生分解および摩耗をシミュレーションし，微生物の付着および二珪酸リチウムセラミックの機械的・表面的特性への影響を評価する。

Purpose: To simulate biodegradation and wear of stained and glazed CAD lithium disilicate ceramic, and evaluate their effects on the microbial adherence and mechanical and surface properties of lithium disilicate ceramic.

材料および方法:

160枚の二珪酸リチウムセラミック円板を作製し，細い絵筆を用いた手作業によるステインとグレーズの塗布（ステインとグレーズなし，ステインとグレーズあり）とエージング方法（エージングなし，30N荷重，1.7Hz，3×10サイクルで摩耗，マイクロコズムバイオフィルムに暴露による生分解，生分解+摩耗，生分解+摩耗）によって8グループに分けた．プロフィロメトリーにより，表面粗さおよび摩耗の結果を測定した。二軸曲げ強度試験を実施し，付着力試験によりコロニー形成単位数を評価した．

Materials and methods: 160 lithium disilicate ceramic discs were fabricated and divided in eight groups according to manual stain and glaze application with a fine paint brush (without stain and glaze; with stain and glaze) and aging procedures (no aging; wear at 30 N load, 1.7 Hz, 3 × 10 cycles; biodegradation by exposure to microcosm biofilm; biodegradation + wear; biodegradation + wear). Profilometry was performed to determine the surface roughness and the wear consequences. Biaxial flexural strength test was performed, and a adherence test was conducted to evaluate the number of colony forming units.

結果:

未経時試料では，ステインおよびグレーズあり，なしともに表面粗さは最小値を示したが（p<0.001），経時変化（摩耗，生分解，またはその両方）後は，ステインおよびグレーズありのグループの方がステインおよびグレーズなしのグループよりも粗くなった（p<0.001）．染色釉薬群は，経時変化後の摩耗量が最も多く（p=0.04），曲げ強さが最も低い（p<0.01）ことが，経時変化の方法によらず確認された．エージング方法は曲げ強さに影響を与えなかった（p=0.06）．コロニー形成単位数は，生分解+ステインとグレーズなし，生分解+摩耗+ステインとグレーズなし，老化なし+ステインとグレーズ，生分解+ステインとグレーズ，生分解+摩耗+ステインとグレーズで高くなった．最も低い値を示したのは，経年変化なし＋ステインなし＋グレージングであった。

Results: Unaged samples with and without stain and glaze presented the lowest values of surface roughness (p < 0.001), but after aging (wear, biodegradation, or both), the samples in the stain and glaze groups were rougher than those in the no stain and glaze groups (p < 0.001). The stain and glaze groups showed the highest volume of wear after aging (p = 0.04), and had the lowest flexural strength values (p < 0.01), irrespective of the aging method. The aging method did not affect the flexural strength (p = 0.06). The number of colonies forming units was higher for biodegradation + no stain and glaze, biodegradation + wear + no stain and glaze, no aging + stain and glaze, biodegradation + stain and glaze, and biodegradation + wear + stain and glaze. The lowest values were observed for no aging + no stain and glaze.

結論:

二ケイ酸リチウムの染色と艶出しにより，表面摩耗と細菌付着が増加し，材料の二軸曲げ強度が低下した．S. mutansに暴露すると表面粗さが増大し，生分解により細菌の付着が促進された．

Conclusion: The staining and glazing of lithium disilicate increased the surface wear and bacterial adherence, and decreased biaxial flexural strength of the material. When exposed to S. mutans, surface roughness increased, and biodegradation favored bacterial adherence.