二ケイ酸リチウムCAD/CAMセラミックスの濡れ性、粗さ、および接着強さに及ぼす表面処理と熱サイクルの影響

Influence of Surface Treatments and Thermocycling on Wettability, Roughness, and Bond Strength of Lithium Disilicate CAD/CAM Ceramics.

抄録

本研究では、3種類のCAD/CAM用二ケイ酸リチウムセラミックスの表面特性と接着性能に及ぼす表面処理と熱時効の影響を評価した：アンバーミル、Vita Suprinity、IPS e.max CADである。合計150個の試料を、コントロール、フッ酸エッチング、空気中粒子磨耗、Er,Cr:YSGGレーザー照射（2Wおよび3W）の5つのグループに分け、半数の試料にサーモサイクル（10,000サイクル、5～55℃）を行った。表面粗さ、水接触角、マイクロシアー接着強さを測定し、破壊モードを分析した。セラミックの種類と表面処理が結果に大きく影響した。アンバーミルは一般に高い粗さを示し、IPS e.max CADは最大の接着強度を達成した。フッ化水素酸エッチングは、Vita SuprinityとIPS e.max CADの接着を一貫して向上させたが、2Wレーザー照射は粗さを顕著に変えることなく接着強さを向上させた。対照的に、3Wレーザー照射は接触角を増加させ、濡れ性を低下させた。サーモサイクルは、コントロール群とサンドブラスト群の接着強さを向上させたが、全体的に接触角を増加させた。接着不良が優勢であったが、エージング後には凝集不良と混合不良がより一般的になった。全体として、セラミックの種類、表面処理、および熱老化は、接着性に相互作用的に影響した。フッ化水素酸エッチングは依然として最も効果的な処理であるが、低出力レーザー照射は侵襲性の低い有望な代替手段となる。

This study evaluated the effects of surface treatments and thermal aging on the surface properties and bonding performance of three CAD/CAM lithium disilicate ceramics: Amber Mill, Vita Suprinity, and IPS e.max CAD. A total of 150 specimens were divided into five groups: control, hydrofluoric acid etching, airborne-particle abrasion, and Er,Cr:YSGG laser irradiation at 2 W and 3 W. Half of the samples underwent thermocycling (10,000 cycles, 5-55 °C). Surface roughness, water contact angle, and microshear bond strength were measured, and failure modes were analyzed. Ceramic type and surface treatment significantly affected outcomes. Amber Mill generally exhibited higher roughness, while IPS e.max CAD achieved the greatest bond strength. Hydrofluoric acid etching consistently enhanced bonding in Vita Suprinity and IPS e.max CAD, whereas 2 W laser irradiation improved bond strength without notably changing roughness. In contrast, 3 W laser treatment increased contact angle, reducing wettability. Thermocycling raised bond strength in control and sandblasted groups but overall increased contact angle. Adhesive failures predominated, though cohesive and mixed failures became more common after aging. Overall, ceramic type, surface treatment, and thermal aging interactively influenced adhesion. Hydrofluoric acid etching remains the most effective treatment, while low-power laser irradiation offers a promising, less invasive alternative.