コンポジット充填物が存在する場合のポーセレンベニアの歯間設計：コンポジット収縮と熱応力の有限要素解析

Interdental design of porcelain veneers in the presence of composite fillings: finite element analysis of composite shrinkage and thermal stresses.

抄録

目的:

本研究は、既存のコンポジット充填物が存在する歯牙に接着するポーセレンラミネートの歯間設計（ラップアラウンド）を最適化するために実施した。

PURPOSE: This study was conducted to optimize the interdental design (wraparound) of porcelain laminates bonded to teeth in the presence of preexisting composite fillings.

材料と方法:

有限要素モデル（上顎切歯の水平断面から作成した2次元メッシュ）を用いて、合着コンポジットの収縮と熱変化がセラミック内の応力分布に及ぼす影響を評価した。このメッシュには、3種類の修復物デザイン（3度の歯間ラップ）とクラスIIIコンポジット充填物が含まれていた。ベースライン温度（37℃）で、合着コンポジットの硬化収縮をシミュレートした。37～60℃および37～5℃における熱負荷は、既存のコンポジット収縮がある場合とない場合で評価した。セラミック表面および界面における表面接線応力を算出した。

MATERIALS AND METHODS: A finite element model (2-dimensional mesh generated from a horizontal cross section of a maxillary incisor) was used to evaluate the effects of luting composite shrinkage and thermal changes on the stress distribution within the ceramic. The mesh included 3 restorative designs (3 degrees of interdental wrapping) and a Class III composite filling. Curing contraction of the luting composite was simulated at baseline temperature (37 degrees C). Thermal loads from 37 to 60 degrees C and from 37 to 5 degrees C were assessed with and without preexisting composite shrinkage. Surface tangential stresses were calculated at the ceramic surface and interface.

結果:

硬化収縮のみでは、セラミック表面と界面の両方でほとんど圧縮応力（ピークは15 MPa）が発生した。熱変化を加えても応力は圧縮性（ピークは20 MPa）のままであったが、ラップアラウンドを最小限に抑えた保存的ベニアは例外であり、その周縁部には潜在的に有害な引張応力のピーク（約7 MPa）が認められた。歯と修復物の複合体の変形は、最大ラップアラウンドのベニアではより均一な傾向があった。熱負荷のみでは、修復物表面と界面において、一方に圧縮応力（最大13MPa）、他方に引張応力（最大9MPa）という正反対の効果が観察された。この近心側屈曲の影響（コンポジット充填物の近傍での膨張/収縮によって説明される）は、オーバーラップベニアによって既存の歯間コンポジットの嵩が著しく減少することによって減弱した。

RESULTS: Curing contraction alone generated mostly compressive stresses (peaks at 15 MPa) at both the ceramic surface and interface. Stresses remained compressive (peaks at 20 MPa) when thermal changes were added, except for the conservative veneer with minimum wraparound, the margins of which showed potentially harmful tensile stress peaks (approximately 7 MPa). Deformation of the tooth-restoration complex tended to be more uniform for veneers with maximum wraparound. In the presence of thermal loads alone, opposite effects were observed on the restoration surface and the interface, with compressive stresses on one side (up to 13 MPa) and tensile stresses on the other (up to 9 MPa). This effect of proximal bending (explained by the nearby expansion/contraction of the composite filling) was attenuated by the significant reduction of the bulk of the preexisting interdental composite by the overlapping veneer.

結論:

有限要素法環境では、既存の歯間修復物の上にベニアを延長することで、近傍で伸縮するコンポジット充填物の悪影響を最小限に抑えることができる。コンポジットレジンの収縮による予備圧縮状態のため、セラミックは温度による引張応力が低いことが示された。

CONCLUSION: In the finite element environment, the negative effect of the nearby expanding/contracting composite fillings can be minimized by extending the veneer over the preexisting interdental restoration. Because of the precompressed state resulting from composite shrinkage, ceramics showed lower temperature-induced tensile stresses.