ジルコニア強化ケイ酸リチウムセラミックスの接着耐久性に及ぼす表面処理の影響．An invitro study

Effect of surface treatments on bond durability of zirconia-reinforced lithium silicate ceramics: An in vitro study.

抄録

問題提起:

ジルコニア強化ケイ酸リチウムセラミックス（ZLS）の接着耐久性に及ぼす表面処理の影響は不明である．

STATEMENT OF PROBLEM: The influence of surface treatments on the bond durability of zirconia-reinforced lithium silicate ceramics (ZLS) is unclear.

目的:

本研究の目的は，長期間のサーモサイクル後のジルコニア強化ケイ酸リチウムセラミックスの接着耐久性に及ぼす表面処理の違いを評価することである．

PURPOSE: The purpose of this in vitro study was to evaluate the effect of different surface treatments on the bond durability of zirconia-reinforced lithium silicate ceramic after long-term thermocycling.

材料および方法:

2種類のジルコニア強化ケイ酸リチウムセラミック材料（Vita Suprinity/VSおよびCetra Duo/CD）、2種類の一般的なガラスセラミック材料（e.max CAD/EM および Empress CAD/EP）、1種類のイットリア安定化ジルコニア（Y-TZP、Zenostar/ZS）など5種類のコンピュータ支援設計およびコンピュータ支援製造（CAD-CAM）歯科セラミックブロックを試験対象とした．長方形のセラミックブロックを6群に分け，Control群（無処理），Uni群（汎用接着剤），HF群（フッ酸），CoJet群，HF+Uni群（HFと汎用接着剤），CoJet+Uni群（CoJetと汎用接着剤）の異なる表面処理を施した．その後，試験片をコンポジットレジンブロックに接着し，約2×2×12 mmの長方形のマイクロバーに切断し，10万回の熱サイクルの有無で2群に分けた（各群n=15）．万能試験機を用いて微小引張接着強さ（μTBS）試験を行った．破壊モードは実体顕微鏡および走査型電子顕微鏡（SEM）で観察した．表面処理，セラミックス，サーモサイクルがμTBSに及ぼす影響については，三元配置分散分析（ANOVA）およびポストホックペアワイズ比較を行った（α=.05）．

MATERIAL AND METHODS: Five computer-aided design and computer-aided manufacturing (CAD-CAM) dental ceramic blocks, including 2 zirconia-reinforced lithium silicate ceramic materials (Vita Suprinity/VS and Cetra Duo/CD), 2 commonly used glass-ceramic materials (e.max CAD/EM and Empress CAD/EP), and 1 yttria-stabilized zirconia (Y-TZP, Zenostar/ZS) were tested. Rectangular ceramic blocks were divided into 6 groups and subjected to different surface treatments: group Control (no treatment), group Uni (universal adhesive), group HF (hydrofluoric acid), group CoJet, group HF+Uni (HF and universal adhesive), and group CoJet+Uni (CoJet and universal adhesive). Subsequently, the specimens were cemented to composite resin blocks, sectioned into rectangular microbars of approximately 2×2×12 mm in size, and assigned to 2 groups with and without 100 000 thermal cycles (n=15 per group). The microtensile bond strength (μTBS) test was performed using a universal testing machine. Failure modes were observed with a stereomicroscope and scanning electron microscope (SEM). Three-way analysis of variance (ANOVA) followed by post hoc pairwise comparisons was performed to evaluate the effects of surface treatments, ceramics, and thermocycling on μTBS (α=.05).

結果:

μTBS（MPa）は，表面処理（P<.001），セラミックスの種類（P<.001）およびサーモサイクル（P<.001）に影響された．HFエッチングおよびユニバーサル接着剤処理後の接着強さは，ガラスセラミックス群（VS，CD，EP，EM）で最も高く，CoJetとユニバーサル接着剤の併用はZS群でサーモサイクル前（34.3 ±4.2 MPa）と後（16.0 ±2.9 MPa）で最も高い接着強さを示した．μTBSはZLS（VS，CD），二ケイ酸リチウムセラミックス群（EM），リューサイト系セラミックス群（EP，P>.05）で有意差を認めなかったが，サーモサイクル後はジルコニア（ZS群，P<.01）より優れた接着強度を示した．接着不良は全群で増加し，ガラスセラミックの凝集破壊はサーモサイクル後に減少した．

RESULTS: The μTBS (MPa) was affected by the surface treatment (P<.001), ceramic type (P<.001), and thermocycling (P<.001). The bond strength after HF etching and universal adhesive treatment was highest in glass-ceramic groups (VS, CD, EP, and EM), while CoJet combined with universal adhesive indicated the highest bond strength in the ZS group before (34.3 ±4.2 MPa) and after thermocycling (16.0 ±2.9 MPa). No significant differences for μTBS were found among ZLS (VS and CD), lithium disilicate ceramic group (EM), and leucite-based ceramic group (EP, P>.05), but they demonstrated better bond strength than zirconia (ZS group, P<.01) after thermocycling. Adhesive failure increased in all groups, and the cohesive failure of glass-ceramic decreased after thermocycling.

結論:

ZLSは，二ケイ酸リチウムセラミックやリューサイト系セラミックなどの従来のガラスセラミックと同等のμTBSを示し，ジルコニアよりもサーモサイクルに耐える耐久性のある接着が可能であった．さらに、HF処理とユニバーサル接着剤処理の組み合わせは、本研究で行った様々な表面処理の中でZLSに最も効果的な方法であった。

CONCLUSIONS: ZLS showed similar μTBS with traditional glass-ceramics, including lithium disilicate ceramic and leucite-based ceramic, and more durable bonding than zirconia to resist thermocycling. Moreover, the combination of HF and universal adhesive treatments was the most effective method for ZLS among all the different surface treatments in this study.