機械的および化学的表面処理によりジルコニアと歯科矯正用ブラケットとの接着強度が向上：in vitro試験

Mechanical and chemical surface treatment enhances bond strength between zirconia and orthodontic brackets: an in vitro study.

抄録

目的:

異なる機械的・化学的表面処理と異なる種類のレジン接着剤を使用した後の、金属製歯科矯正用ブラケットとジルコニア間のせん断接着強さ（SBS）を評価すること。各治療プロトコルの破損モードも評価した。

OBJECTIVES: To assess the shear bond strength (SBS) between metal orthodontic brackets and zirconia after receiving different mechanical and chemical surface treatments, and different types of resin adhesive. The failure mode of each treatment protocol was also evaluated.

材料と方法:

今回のin vitro実験研究では、2種類のレジン接着剤を用いた6つの表面処理プロトコルを行った。144個の長方形の3mol%イットリウム安定化正方晶ジルコニア多結晶体ブロックを粉砕、焼結し、アクリル樹脂に埋入した。試験片は，3種類の機械的表面処理条件（なし，空気磨耗，バリ研磨）と2種類の化学的表面処理条件（プライマーなし，Zプライマーあり）に無作為に分けた．試験片は、使用した樹脂接着剤によって、自己硬化型接着剤（RelyX U200）と光硬化型接着剤（Transbond XT）の2群に分けられた。万能試験機（クロスヘッドスピード1mm/min）を用いてメタルブラケットとジルコニア間のSBSを試験し、破壊モードを評価した。SBSと破損モードの差は、それぞれWelch ANOVAとpost-hoc comparisonおよびFisher's Exact testを用いて分析した。

MATERIALS AND METHODS: The present in vitro experimental study consisted of six surface treatment protocols with two different resin adhesives. One-hundred and forty-four rectangular-shaped 3 mol% yttrium-stabilized tetragonal zirconia polycrystal blocks were milled, sintered, and embedded in acrylic resin. They were randomly divided into three mechanical (none, air abrasion, and bur grinding) and two chemical surface treatment conditions (no primer and Z-primer). The specimens were divided into two groups according to the resin adhesive received: self-cured (RelyX U200) and light-cured adhesives (Transbond XT). The SBS between the metal bracket and zirconia was tested using a universal testing machine (1-mm/min crosshead speed), and the failure mode was evaluated. Differences in SBS and failure mode were analyzed using Welch ANOVA followed by post-hoc comparison and Fisher's Exact test, respectively.

結果:

バー研削で最も高いSBSが得られ、次いで空気磨耗であった。Z-プライマーの塗布は、使用した樹脂接着剤に関係なく、通常より高いSBSをもたらした（p<0.001）。プライマーを塗布しない場合、RelyX U200はTransbond XTよりも高いSBSを示した（p<0.001）。研削後、Z-プライマーとRelyX U200を使用した場合、プライマーなしおよびトランスボンドXTを使用した場合よりも高いSBSを示した（p<0.001）。ジルコニアと接着界面での接着不良は、バーを研削せずにトランスボンドXTを塗布した場合と、研削後にトランスボンドXTを使用し、Z-プライマーを塗布しなかった場合にのみ発生した。

RESULTS: Bur grinding produced the highest SBS, followed by air abrasion. Z-primer application typically provided a higher SBS regardless of resin adhesive used (p < 0.001). Without primer application, RelyX U200 provided a higher SBS than Transbond XT (p < 0.001). After grinding, using Z-primer and RelyX U200 resulted in a higher SBS than no primer and using Transbond XT (p < 0.001). Adhesive failure at the zirconia-adhesive interface occurred only when Transbond XT was applied without bur grinding, and when using Transbond XT after grinding, but no Z-primer application.

結論:

バー研磨とMDP含有プライマーおよびレジン接着剤の塗布を併用することで、ジルコニアと金属製矯正ブラケット間のSBSが向上した。

CONCLUSION: Bur grinding combined with applying an MDP-containing primer and resin adhesive enhances the SBS between zirconia and metal orthodontic brackets.