二層セラミック歯科修復物の感度解析

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Dent Mater.2012 Feb;28(2):e6-14. S0109-5641(11)00905-5. doi: 10.1016/j.dental.2011.11.012.Epub 2011-12-09.

二層セラミック歯科修復物の感度解析

Sensitivity analysis of bi-layered ceramic dental restorations.

Zhongpu Zhang
Shiwei Zhou
Qing Li
Wei Li
Michael V Swain

PMID: 22169069 DOI: 10.1016/j.dental.2011.11.012.

抄録

目的:

セラミックプロテーゼの信頼性と長寿命化は大きな関心事となっている。既存の研究では、臨床的な観点からいくつかの重要な問題に焦点を当ててきたが、セラミックプロテーゼの長寿命と耐久性を確保するためには、基礎科学と製作上の問題に対処するためのさらなる研究が必要とされている。この論文の目的は、選択した設計変数（層厚や熱伝達率など）の摂動に対して、二層セラミックシステムとクラウンモデルの温度変化と熱残留応力の変化という観点から、熱的および機械的応答がどの程度「敏感」であるかを定量的に調べることにあります。

OBJECTIVES: The reliability and longevity of ceramic prostheses have become a major concern. The existing studies have focused on some critical issues from clinical perspectives, but more researches are needed to address fundamental sciences and fabrication issues to ensure the longevity and durability of ceramic prostheses. The aim of this paper was to explore how "sensitive" the thermal and mechanical responses, in terms of changes in temperature and thermal residual stress of the bi-layered ceramic systems and crown models will be with respect to the perturbation of the design variables chosen (e.g. layer thickness and heat transfer coefficient) in a quantitative way.

方法:

本研究では，異なる形状を持つ3つの2層セラミックモデルを検討した．(i)単純な二層板，(ii)単純な二層三角形，(iii)軸対称な二層クラウンである．

METHODS: In this study, three bi-layered ceramic models with different geometries are considered: (i) a simple bi-layered plate, (ii) a simple bi-layer triangle, and (iii) an axisymmetric bi-layered crown.

結果:

層厚と対流熱伝達率（または冷却率）は、ジルコニア基板上に融合したポーセレンの方が敏感であるように思われる。

RESULTS: The layer thickness and convective heat transfer coefficient (or cooling rate) seem to be more sensitive for the porcelain fused on zirconia substrate models.

意義:

その結果、各モデルの温度分布と残留応力には、熱伝達率とコアとベニアの厚さ比が決定的に重要であることが示された。これらの知見は、製造上の不確実性の影響を評価し、セラミック補綴物の設計を最適化するための定量的な基礎を提供するものである。

SIGNIFICANCE: The resultant sensitivities indicate a critical importance of the heat transfer coefficient and thickness ratio of core to veneer on the temperature distributions and residual stresses in each model. The findings provide a quantitative basis for assessing the effects of fabrication uncertainties and optimizing the design of ceramic prostheses.