CAD/CAM用セラミックスの表面形状、粗さ、接触角、接着性、微細構造、および組成に及ぼすセラミックコンディショナーの影響

Effect of Ceramic Conditioners on Surface Morphology, Roughness, Contact Angle, Adhesion, Microstructure, and Composition of CAD/CAM Ceramics.

抄録

本研究の目的は、2種類のCAD/CAMセラミックスの最大プロファイル谷深さ（Rv）、表面粗さ（Sa）、接触角（Ca）、光硬化型レジンセメントのせん断接着強さ（SBS）、微細構造、および組成における表面処理の効果を調べることである：セレックブロック/デンツプライシロナ（長石質-FEL）およびエンプレスCAD/Ivoclar Vivadent（リューサイト強化-LEU）。セラミック試料は6つの表面処理に供した：(1)5%フッ酸(HF)-20秒、(2)5%HF-60秒、(3)10%HF-20秒、(4)10%HF-60秒、(5)セルフエッチングセラミックプライマー(MEP)-20秒、(6)MEP-60秒。HFで処理した試験片にはシランを1分間塗布した。RvとSaは共焦点レーザー顕微鏡（n=10）で、Caはゴニオメーター（n=6）で評価した。SBS試験では、各試験片に2本のレジンセメント円柱を接着し、1本は蒸留水保存（37℃）で24時間後に、もう1本は1年後に試験した（n=10）。微細構造と組成は走査型電子顕微鏡（SEM）とエネルギー分散型X線分光法（EDS）で分析した（n=4）。Rv、Sa、Caのデータは二元配置分散分析で、SBSのデータは三元配置分散分析で分析した。結果HFによる表面処理は、両セラミックスともMEP 60sよりも常にRvとSaが高く、Caが低かった。1年間の水貯蔵後、MEPで60秒間処理したFELセラミックはHF処理よりも高いSBS値を示したが、LEUセラミックでは処理による差は見られなかった。20秒または60秒のMEP処理では、両セラミックともRv、Sa、Ca、SBSに差は見られなかった。表面処理によって、セラミックのトポグラフィにはかなりの違いが生じたが、組成には両セラミックとも微妙な違いが生じた。結論：その結果、FELセラミックでは、MEPを60秒間作用させた方が、HFエッチングと比較して高いSBSが得られたが、LEUセラミックでは、表面処理はSBSの結果に影響しなかった。

The objective of this study was to investigate the effect of surface treatments in maximum profile valley depth (Rv), surface roughness (Sa), contact angle (Ca), shear bond strength (SBS) of a light-cured resin cement, microstructure, and composition of two CAD/CAM ceramics: Cerec Blocs/Dentsply Sirona (feldspathic - FEL) and Empress CAD/Ivoclar Vivadent (leucite-reinforced - LEU). The ceramic specimens were submitted to six surface treatments: (1) 5% hydrofluoric acid (HF) - 20 seconds; (2) 5% HF - 60 seconds; (3) 10% HF - 20 seconds; (4) 10% HF - 60 seconds; (5) self-etching ceramic primer (MEP) - 20 seconds; and (6) MEP - 60 seconds. Specimens treated with HF received silane application for 1 minute. Rv and Sa were evaluated in a confocal laser microscope (n=10) and the Ca in a goniometer (n=6). For the SBS test, two resin cement cylinders were bonded to each specimen, one tested after 24 hours in distilled water storage (37°C) and the other after one year (n=10). The microstructures and compositions were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive x-ray spectroscopy (EDS) (n=4). Rv, Sa, and Ca data were analyzed by two-way ANOVA, and the SBS data by three-way ANOVA, all followed by post-hoc Tukey's test (α=0.05). Results: Surface treatments with HF always produced higher Rv and Sa, and lower Ca than MEP 60s for both ceramics. After 1-year water storage, FEL ceramic treated with MEP for 60 seconds produced higher SBS values than HF treatments, whereas for LEU ceramic there were no differences among treatments. Application of MEP for 20 or 60 seconds produced no difference in Rv, Sa, Ca, and SBS for both ceramics. Surface treatments produced considerable differences in ceramic topography, but subtle ones in composition, for both ceramics. Conclusions: The results indicated that for FEL ceramic, MEP application for 60 seconds yielded higher SBS compared with HF etching, while for LEU ceramic the surface treatments did not influence the SBS results.