臼歯部用超薄型二ケイ酸リチウムおよび半透明ジルコニアクラウン：生存率と破損モード

Ultrathin lithium disilicate and translucent zirconia crowns for posterior teeth: Survival and failure modes.

抄録

目的:

臼歯部修復用の極薄（0.5mm）二ケイ酸リチウム、半透明および超透明ジルコニアクラウンの信頼性および破損モードを評価すること。

PURPOSE: To evaluate the reliability and failure modes of ultrathin (0.5 mm) lithium disilicate, translucent and ultra-translucent zirconia crowns for posterior teeth restorations.

材料と方法:

(1)二ケイ酸リチウム(e.max CAD, Ivoclar Vivadent)、(2)3Y-TZP(Zirconn Translucent, Vipi)、(3)5Y-PSZ(Cercon XT, Dentsply Sirona)の3種類のセラミック材料からなる厚さ0.5mmの下顎第一大臼歯クラウン54本を削り出し、コンポジットレジン製アバットメントにセメントで固定した。各群の18サンプルを、湿度の高い環境下で、マイルド、中程度、およびアグレッシブプロファイルを用いたマウスモーション段階応力加速寿命試験で試験した。データはワイブル統計にかけた。使用レベル曲線がプロットされ、100、200、および300Nで100,000サイクルの与えられたミッションに対する信頼性が計算された。代表的なサンプルの破壊分析を走査型電子顕微鏡で行った。

MATERIALS AND METHODS: Fifty-four mandibular first molar crowns of three ceramic materials: (1) Lithium disilicate (e.max CAD, Ivoclar Vivadent), (2) 3Y-TZP (Zirconn Translucent, Vipi), and (3) 5Y-PSZ (Cercon XT, Dentsply Sirona), with 0.5 mm of thickness were milled and cemented onto composite resin abutments. Eighteen samples of each group were tested under mouth-motion step-stress accelerated life testing in a humid environment using mild, moderate, and aggressive profiles. Data was subjected to Weibull statistics. Use level curves were plotted and reliability was calculated for a given mission of 100,000 cycles at 100, 200, and 300 N. Fractographic analyses of representative samples were performed in scanning electron microscope.

結果:

β（ベータ）値は、二ケイ酸リチウムでは材料の強度によって、両ジルコニアでは疲労損傷の蓄積によって破損が規定されることを示唆している。ワイブル弾性率および特性強度には、グループ間で有意差は認められなかった。100Nで100,000サイクルという与えられたミッションにおいて、二ケイ酸リチウムは、3Y-TZP群および5Y-PSZ群（それぞれ84%CB: 65%-93%、79%CB: 37&-94%）よりも高い信頼性（98%CB: 95-99）を示した。200Nでは、二ケイ酸リチウムの信頼性（82％CB：66％-91％）は5Y-PSZ（20％CB：4％-44％）より高く、3Y-TZP（54％CB：32％-72％）と有意差はなかった。さらに、300Nではグループ間で信頼性に有意差は認められず、すべての材料で信頼性の低下が顕著であった。フラクトグラフィ解析から、インタリオ表面で発生した引張応力により、コンポジットコアとセラミッククラウンの界面でクラックが発生したことが示された。

RESULTS: Beta (β) values suggest that failures were dictated by material's strength for lithium disilicate and by fatigue damage accumulation for both zirconias. No significant differences were detected in Weibull modulus and characteristic strength among groups. At a given mission of 100,000 cycles at 100 N, lithium disilicate presented higher reliability (98% CB: 95-99) regarding 3Y-TZP and 5Y-PSZ groups (84% CB: 65%-93% and 79% CB: 37&-94%, respectively). At 200 N, lithium disilicate reliability (82% CB: 66%-91%) was higher than 5Y-PSZ (20% CB: 4%-44%) and not significantly different from 3Y-TZP (54% CB: 32%-72%). Furthermore, at 300 N no significant differences in reliability were detected among groups, with a notable reduction in the reliability of all materials. Fractographic analyses showed that crack initiated at the interface between the composite core and the ceramic crowns due to tensile stress generated at the intaglio surface.

結論:

極薄ジシリケートリチウムクラウンは、機能的負荷においてジルコニアクラウンよりも高い信頼性を示した。二ケイ酸リチウムクラウンとジルコニアクラウンの信頼性は、高負荷でのミッションで有意に低下し、クラウンの材料に関係なく同様の破損モードが観察された。0.5mm厚のクラウンを高負荷部位に使用する場合は、慎重に評価する必要がある。

CONCLUSIONS: Ultrathin lithium disilicate crowns demonstrated higher reliability relative to zirconia crowns at functional loads. Lithium disilicate and zirconia crown's reliability decreased significantly for missions at higher loads and similar failure modes were observed regardless of crown material. The indication of 0.5 mm thickness crowns in high-load bearing regions must be carefully evaluated.

臨床的意義:

0.5mm厚の超保存性二ケイ酸リチウムおよびジルコニアクラウンは、前歯部修復物および前臼歯に適応される可能性がある。高負荷が要求される部位での臨床的適応は、慎重に評価する必要がある。

CLINICAL SIGNIFICANCE: Ultraconservative lithium disilicate and zirconia crowns of 0.5 mm thickness may be indicated in anterior restorations and pre-molars. Their clinical indication in high-load requirement regions must be carefully evaluated.